1. 概述
在本教程中，我们将学习如何在Java中使用IdentityHashMap类。我们还将研究它与一般的HashMap类有何不同。虽然此类实现了Map接口，但它违反了Map接口的约定。
有关更详细的文档，我们可以参考IdentityHashMap的Javadoc页面。有关HashMap类的更多详细信息，我们可以阅读Java HashMap指南。
2. 关于IdentityHashMap类
该类实现了Map接口。Map接口要求在键比较时使用equals()方法。但是，IdentityHashMap类违反了该约定。相反，它在键搜索操作上使用引用相等性(==)。
在搜索操作期间，HashMap使用hashCode()方法进行哈希，而IdentityHashMap使用System.identityHashCode()方法。它还使用哈希表的线性探测技术进行搜索操作。
引用相等性、System.identityHashCode()和线性探测技术的使用使IdentityHashMap类具有更好的性能。
3. 使用IdentityHashMap类
对象构造和方法签名与HashMap相同，但由于引用相等而导致行为不同。
3.1 创建IdentityHashMap对象
我们可以使用默认构造函数创建它：
IdentityHashMap<String, String> identityHashMap = new IdentityHashMap<>();
或者可以使用初始预期容量创建它：
IdentityHashMap<Book, String> identityHashMap = new IdentityHashMap<>(10);
如果我们没有像上面那样指定初始expectedCapacity参数，它将使用21作为默认容量。
我们也可以使用另一个Map对象来创建它：
IdentityHashMap<String, String> identityHashMap = new IdentityHashMap<>(otherMap);
在这种情况下，它使用otherMap的条目初始化创建的identityHashMap。
3.2 添加、检索、更新和删除条目
put()方法用于添加条目：
identityHashMap.put("title", "Harry Potter and the Goblet of Fire");
identityHashMap.put("author", "J. K. Rowling");
identityHashMap.put("language", "English");
identityHashMap.put("genre", "Fantasy");
我们还可以使用putAll()方法添加来自其他Map的所有条目：
identityHashMap.putAll(otherMap);
要检索值，我们使用get()方法：
String value = identityHashMap.get(key);
要更新键的值，我们使用put()方法：
String oldTitle = identityHashMap.put("title", "Harry Potter and the Deathly Hallows");
assertEquals("Harry Potter and the Goblet of Fire", oldTitle);
在上面的代码片段中，put()方法在更新后返回旧值。第二条语句确保oldTitle匹配较早的“title”值。
我们可以使用remove()方法来删除一个元素：
identityHashMap.remove("title");
3.3 遍历所有条目
我们可以使用entitySet()方法遍历所有条目：
Set<Map.Entry<String, String>> entries = identityHashMap.entrySet();
for (Map.Entry<String, String> entry: entries) {
System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}
我们还可以使用keySet()方法遍历所有条目：
for (String key: identityHashMap.keySet()) {
System.out.println(key + ": " + identityHashMap.get(key));
}
这些迭代器使用快速失败机制。如果Map在迭代时被修改，它会抛出一个ConcurrentModificationException。
3.4 其他方法
我们也有不同的可用方法，它们的工作方式与其他Map对象类似：
- clear()：删除所有条目
- containsKey()：查找键是否存在于Map中。只有引用是等同的
- containsValue()：查找Map中是否存在该值。只有引用是等同的
- keySet()：返回一个基于标识的键集
- size()：返回条目数
- values()：返回值的集合
3.5 支持空键和空值
IdentityHashMap允许键和值都为null：
IdentityHashMap<String, String> identityHashMap = new IdentityHashMap<>();
identityHashMap.put(null, "Null Key Accepted");
identityHashMap.put("Null Value Accepted", null);
assertEquals("Null Key Accepted", identityHashMap.get(null));
assertEquals(null, identityHashMap.get("Null Value Accepted"));
上面的代码片段确保null作为键和值。
3.6 IdentityHashMap并发
IdentityHashMap不是线程安全的，与HashMap相同。因此，如果我们有多个线程并行访问/修改IdentityHashMap条目，我们应该将它们转换为同步Map。
我们可以使用Collections类获取同步Map：
Map<String, String> synchronizedMap = Collections.synchronizedMap(new IdentityHashMap<String, String>());
4. 引用等式的使用示例
IdentityHashMap在equals()方法上使用引用相等性(==)来搜索/存储/访问键对象。
使用四个属性创建的IdentityHashMap：
IdentityHashMap<String, String> identityHashMap = new IdentityHashMap<>();
identityHashMap.put("title", "Harry Potter and the Goblet of Fire");
identityHashMap.put("author", "J. K. Rowling");
identityHashMap.put("language", "English");
identityHashMap.put("genre", "Fantasy");
使用相同属性创建的另一个HashMap：
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>(identityHashMap);
hashMap.put(new String("genre"), "Drama");
assertEquals(4, hashMap.size());
当使用新的字符串对象“genre”作为键时，HashMap将其等同于现有键并更新值。因此，HashMap的大小保持为4。
以下代码片段显示了IdentityHashMap的行为有何不同：
identityHashMap.put(new String("genre"), "Drama");
assertEquals(5, identityHashMap.size());
IdentityHashMap将新的“genre”字符串对象视为新键。因此，它断言大小为5。两个不同的“genre”对象用作两个键，“Drama”和“Fantasy”作为值。
5. 可变键
IdentityHashMap允许可变键，这是该类的另一个有用的特性。
这里我们将一个简单的Book类作为可变对象：
class Book {
String title;
int year;
// other methods including equals, hashCode and toString
}
首先，创建Book类的两个可变对象：
Book book1 = new Book("A Passage to India", 1924);
Book book2 = new Book("Invisible Man", 1953);
以下代码显示了HashMap的可变键用法：
HashMap<Book, String> hashMap = new HashMap<>(10);
hashMap.put(book1, "A great work of fiction");
hashMap.put(book2, "won the US National Book Award");
book2.year = 1952;
assertEquals(null, hashMap.get(book2));
尽管book2条目存在于HashMap中，但它无法检索其值。因为它已经被修改并且equals()方法现在不等同于修改后的对象。这就是为什么一般的Map对象要求不可变对象作为键。
下面的代码片段在IdentityHashMap中使用相同的可变键：
IdentityHashMap<Book, String> identityHashMap = new IdentityHashMap<>(10);
identityHashMap.put(book1, "A great work of fiction");
identityHashMap.put(book2, "won the US National Book Award");
book2.year = 1951;
assertEquals("won the US National Book Award", identityHashMap.get(book2));
有趣的是，IdentityHashMap即使在键对象被修改时也能够检索值。在上面的代码中，assertEquals确保再次检索相同的文本。这是可能的，因为引用相等。
6. 一些用例
由于其特性，IdentityHashMap与其他Map对象不同。但是，它不用于一般用途，因此我们在使用此类时需要谨慎。
它有助于构建特定的框架，包括：
- 维护一组可变对象的代理对象
- 基于对象引用构建快速缓存
- 使用引用保存对象的内存图
7. 总结
在本文中，我们了解了如何使用IdentityHashMap、它与一般HashMap的区别以及一些用例。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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