HashMap计数器的高效实现

原始的计数器

在实际应用中，我们经常把HashMap作为一个计数器使用．例如统计一篇文章中单词 'the' 出现了多少次．于是我们很轻松地就能写出下面的程序：

Map<String, Integer> counter = new HashMap<String, Integer>();
		for(String s : strs) {
			if(counter.containsKey(s)) {
				Integer times = counter.get(s);
				times = times + 1;
			} else {
				counter.put(s, 1);
			}
		}

这个计数器确实可以完成我们所需的功能，但在速度上却慢了点．仔细分析不难发现，由于Integer是immutable的，即不可变的，所以在执行times = times + 1这行代码时实际上会创建一个新的Integer对象，然后再赋给times．这样一来，每次将次数 +1 时都会创建一个Integer，等循环执行完内存中可能会存在成千上万个垃圾Integer对象．所以，如果能将不可变的Integer改成可变的(mutable)，能提高程序性能．

改进后的计数器

我们可以自己定义一个名为MutableInteger 的类来实现可变:

class MutableInteger {
	int value;
	
	public MutableInteger(int val) {
		this.value = val;
	}

	public int getValue() {
		return value;
	}

	public void setValue(int value) {
		this.value = value;
	}
}

改进后的程序代码如下：

Map<String, MutableInteger> counter = new HashMap<String, MutableInteger>();
		for(String s : strs) {
			if(counter.containsKey(s)) {
				MutableInteger times = counter.get(s);
				times.setValue(times.getValue() + 1); // 不会每次都创建新对象了
			} else {
				counter.put(s, new MutableInteger(1));
			}
		}

做完这步工作以后，再进行分析，也不难发现，在第一个if分支中，HashMap实际上会被查找２次．即，containsKey()会做一次查找，put()又会进行一次查找．显然这样也会降低程序性能．我们可以进一步优化程序，使其只进行一次查找就能完成所有的操作．

高效的计数器

代码如下：

Map<String, MutableInteger> counter = new HashMap<String, MutableInteger>();
		for(String s : strs) {
			MutableInteger newValue = new MutableInteger(1);
			MutableInteger oldValue = counter.put(s, newValue);
			
			if(null != oldValue) {
				newValue.setValue(oldValue.getValue() + 1);
			}
		}

这段代码看进来好像有些不好理解，我们来分析一下：

1. 执行

MutableInteger newValue = new MutableInteger(1);

时，会创建一个新的MutableInteger对象，初始化为1.

2. 执行

MutableInteger oldValue = counter.put(s, newValue);

时，程序会将刚刚创建的newValue放到HashMap中，同时返回执行完put()方法之后当前的健所对应的值.

3. 如果oldValue为不为空，则说明原来的HashMap中没有这个键．而此时我们已经将没有的键put进去了，且其对应的值恰好是newValue所引用的对象．因此我们只需要通过newValue调用setValue()方法就能修改到值了．

我编写了一个测试程序，对这３个counter进行了性能对比，结果如下：

大概是8 : 7 : 6．