HashMap и строки без учета регистра: оптимизация решения

Быстрый ответ

Если вы хотите, чтобы ключи в HashMap не были чувствительны к регистру, приведите их к единому формату:

HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
// Приводим ключи к нижнему регистру.
map.put("Key".toLowerCase(), "Value");
// Обращаемся к ключу не учитывая регистр
String value = map.get("kEy".toLowerCase());

Важно придерживаться одного принципа. Применяйте один и тот же способ приведения регистра (toLowerCase() или toUpperCase()), чтобы избегать возможных отклонений. И помните, что преобразование регистра должно быть единообразным.

Альтернативные подходы и соображения

Несмотря на то, что вышеперечисленный способ достаточно удобен, имеются и другие экономические и оптимизированные подходы работы с строковыми ключами, нечувствительными к регистру.

Использование TreeMap со String.CASE_INSENSITIVE_ORDER

В TreeMap в Java реализована функциональность хранения ключей, нечувствительных к регистру:

TreeMap<String, String> treeMap = new TreeMap<>(String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);
treeMap.put("Key", "Value");
String value = treeMap.get("kEy"); // Получаем значение, не учитывая регистр

С этим методом нет необходимости ручного приведения ключей к единому виду, что благоприятно влияет на производительность за счет уменьшения количества создаваемых объектов. Удобно, не так ли?

Подробнее об этом расскажет наш спикер на видео

Расширение HashMap с настройкой обработки ключей

Если вы предпочитаете остаться с HashMap, обдумайте вариант переопределения методов put и get или создание обёртки для ключей, чтобы обеспечить их использование в одинаковом регистре:

public class CaseInsensitiveMap<K, V> extends HashMap<String, V> {
    @Override
    public V put(String key, V value) {
        return super.put(key.toLowerCase(), value);
    }

    @Override
    public V get(Object key) {
        return super.get(((String) key).toLowerCase());
    }
}

В таком случае у вас есть возможность хранить ключи в нижнем регистре, не меняя основной функционал приложения. Однако необходимо учесть, что в этом случае не сохраняется исходный регистр ключей.

Использование сторонних библиотек

Существуют библиотеки, например, Apache Commons Collections, которые предлагают готовое к применению решение CaseInsensitiveMap:

Map<String, String> caseInsensitiveMap = new CaseInsensitiveMap<>();
caseInsensitiveMap.put("Key", "Value");
String value = caseInsensitiveMap.get("kEy");

Прежде чем внедрять такие решения в свой проект, важно оценить их влияние на производительность.

Визуализация

Допустим, у вас есть HashMap, который чувствителен к регистру. Представьте, что у вас есть тройняшки, которые отличаются только оттенками голоса. Довольно утомительно, верно?

|-------------------------------|
| Имена (HashMap)               |
|-------------------------------|
| "Charlie"  =>  радуется       |
| "CHARLIE"  =>  не отзывается  |
| "charlie"  =>  злится         |
|-------------------------------|

Если мы стандартизируем регистр ключей, как это делается в HashMap, нечувствительном к регистру, взаимодействие с каждым из тройняшек становится проще.

|--------------------------------|
| Имена (HashMap)                |
|--------------------------------|
| "charlie" (всегда в нижнем регистре) =>  |
|     Всегда радуется            |
|--------------------------------|

"Charlie".toLowerCase() -> "charlie" -> радуется
"CHARLIE".toLowerCase() -> "charlie" -> радуется
"charlie".toLowerCase() -> "charlie" -> радуется

Применяя стратегию игнорирования регистра для ключей, все варианты их написания рассматриваются как идентичные.

Введение кэширования для повышения производительности

Производительность в высоконагруженных системах может быть увеличена за счет кэширования ключей в нижнем или верхнем регистре, чтобы избегать постоянного их преобразования:

String lowerCaseKey = "Key".toLowerCase(); // Кешируем ключ.
map.put(lowerCaseKey, "Value");
String value = map.get(lowerCaseKey); // Используем кешированный ключ

Это уменьшает накладные затраты на преобразование строк и улучшает производительность, особенно в условиях высокой нагрузки.

Стратегия с двумя картами: целостность и эффективность

Если важно сохранять исходное написание ключа, можно использовать стратегию с двумя картами:

Map<String, String> originalCaseMap = new HashMap<>();
Map<String, String> lowerCaseMap = new HashMap<>();

void put(String key, String value) {
    originalCaseMap.put(key, value);
    lowerCaseMap.put(key.toLowerCase(), key);
}

String get(String key) {
    String originalKey = lowerCaseMap.get(key.toLowerCase());
    return originalCaseMap.get(originalKey);
}

Такой подход позволяет сохранить исходный регистр ключей при их нечувствительности к регистру — это сочетание преимуществ обоих подходов.