地圖

一個 Map 是一個 Iterable，由成對的鍵和值（也稱為映射或關聯）組成。Scala 的 Predef 物件提供了一個隱式轉換，讓您可以撰寫 key -> value 作為成對的 (key, value) 的備用語法。例如，Map("x" -> 24, "y" -> 25, "z" -> 26) 的意思與 Map(("x", 24), ("y", 25), ("z", 26)) 完全相同，但可讀性較佳。

對映射的基本操作類似於對集合的操作。它們總結在以下表格中，並歸類為以下類別

• 查詢操作 apply、get、getOrElse、contains 和 isDefinedAt。這些將映射轉換為從鍵到值的函數。映射的基本查詢方法為：def get(key): Option[Value]。操作「m get key」測試映射是否包含給定 key 的關聯。如果是，它會在 Some 中傳回關聯的值。如果映射中未定義任何鍵，get 會傳回 None。映射也會定義一個 apply 方法，用於直接傳回與給定鍵關聯的值，而不會將其包裝在 Option 中。如果映射中未定義鍵，則會引發例外。
• 新增和更新 +、++、updated，讓您可以將新的繫結新增到映射中或變更現有的繫結。
• 移除 -、--，從映射中移除繫結。
• 子集合產生器 keys、keySet、keysIterator、values、valuesIterator，以各種形式分別傳回映射的鍵和值。
• 轉換 filterKeys 和 mapValues，透過過濾和轉換現有映射的繫結，產生新的映射。

Map 類別中的操作

可變映射還支援下表中總結的運算。

mutable.Map 類別中的運算

地圖的增加和移除操作與集合的類似。與集合一樣，可變動地圖也支援非破壞性的增加操作 +、- 和 updated，但它們的使用頻率較低，因為它們涉及可變動地圖的複製。相反地，可變動地圖 m 通常使用兩種變體 m(key) = value 或 m += (key -> value)「就地」更新。還有變體 m put (key, value)，它會傳回一個 Option 值，其中包含先前與 key 關聯的值，或者如果 key 之前不存在於地圖中，則傳回 None。

getOrElseUpdate 對於存取作為快取的映射很有用。假設您有一個昂貴的運算，透過呼叫函式 f 觸發

scala> def f(x: String) = {
       println("taking my time."); sleep(100)
       x.reverse }
f: (x: String)String

進一步假設 f 沒有副作用，因此再次使用相同引數呼叫它將永遠產生相同的結果。在這種情況下，您可以透過將引數和 f 結果的先前運算結果儲存在地圖中，並僅在未在那裡找到引數結果時才運算 f 的結果來節省時間。可以說，這個地圖是函式 f 的運算的「快取」。

scala> val cache = collection.mutable.Map[String, String]()
cache: scala.collection.mutable.Map[String,String] = Map()

現在您可以建立f 函式的更有效率快取版本

scala> def cachedF(s: String) = cache.getOrElseUpdate(s, f(s))
cachedF: (s: String)String
scala> cachedF("abc")
taking my time.
res3: String = cba
scala> cachedF("abc")
res4: String = cba

請注意，getOrElseUpdate 的第二個引數是「依名稱」，因此只有在 getOrElseUpdate 需要其第二個引數的值（也就是當其第一個引數在 cache 地圖中找不到時）才會執行上述 f("abc") 的運算。您也可以直接使用基本的地圖操作來實作 cachedF，但這樣會需要更多的程式碼

def cachedF(arg: String) = cache get arg match {
  case Some(result) => result
  case None =>
    val result = f(x)
    cache(arg) = result
    result
}

同步化集合和地圖

若要取得執行緒安全的可變動地圖，您可以將 SynchronizedMap 特質混合到任何您想要的特定地圖實作中。例如，您可以將 SynchronizedMap 混合到 HashMap 中，如下列程式碼所示。此範例首先匯入兩個特質（Map 和 SynchronizedMap）和一個類別（HashMap）來自套件 scala.collection.mutable。範例的其餘部分是單例物件 MapMaker 的定義，其中宣告一個方法 makeMap。makeMap 方法宣告其結果類型為字串金鑰對應到字串值的變動地圖。

  import scala.collection.mutable.{Map,
      SynchronizedMap, HashMap}
  object MapMaker {
    def makeMap: Map[String, String] = {
        new HashMap[String, String] with
            SynchronizedMap[String, String] {
          override def default(key: String) =
            "Why do you want to know?"
        }
    }
  }

makeMap 主體內的第 1 個陳述式會建構一個新的變動 HashMap，其中混合了 SynchronizedMap 特質

new HashMap[String, String] with
  SynchronizedMap[String, String]

給定此程式碼，Scala 編譯器會產生 HashMap 的合成子類別，將 SynchronizedMap 混入，並建立（並傳回）其執行個體。此合成類別也會覆寫名為 default 的方法，這是因為此程式碼

override def default(key: String) =
  "Why do you want to know?"

如果您要求地圖提供特定金鑰的值，但它沒有該金鑰的對應，您預設會取得 NoSuchElementException。但是，如果您定義新的地圖類別並覆寫 default 方法，您的新地圖會在使用不存在的金鑰查詢時傳回 default 傳回的值。因此，編譯器從同步地圖程式碼中的程式碼產生的合成 HashMap 子類別會傳回有點簡短的回應字串，"Why do you want to know?"，當使用不存在的金鑰查詢時。

由於 makeMap 方法傳回的可變動地圖會混入 SynchronizedMap 特質，因此它可以同時由多個執行緒使用。對地圖的每個存取都會同步化。以下是地圖在解譯器中由一個執行緒使用的範例

scala> val capital = MapMaker.makeMap  
capital: scala.collection.mutable.Map[String,String] = Map()
scala> capital ++ List("US" -> "Washington",
        "France" -> "Paris", "Japan" -> "Tokyo")
res0: scala.collection.mutable.Map[String,String] =
  Map(France -> Paris, US -> Washington, Japan -> Tokyo)
scala> capital("Japan")
res1: String = Tokyo
scala> capital("New Zealand")
res2: String = Why do you want to know?
scala> capital += ("New Zealand" -> "Wellington")
scala> capital("New Zealand")                    
res3: String = Wellington

您可以用類似於建立同步地圖的方式建立同步集合。例如，您可以透過混入 SynchronizedSet 特質，建立同步 HashSet，如下所示

import scala.collection.mutable
val synchroSet =
  new mutable.HashSet[Int] with
      mutable.SynchronizedSet[Int]

最後，如果您正在考慮使用同步化集合，您可能也希望考慮使用 java.util.concurrent 的並行集合。