用键值对作为查找对象的方式：不止于Map
本文系笔者在学习软件构造课程期间所写，不保证通用性和正确性，仅供参考。
基于课程要求，本文所使用的语言为Java。
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一、前言
在本学期软件构造课程的实验3中，有一系列根据某个对象的其中一个域，如其id或标签，来获取这个对象的情况；还有一种情况，是要将这个对象本身作为一个键来维护它的一个外生值，举例比如用LocalDate作为key，维护这一天的课程安排数量之类的。如果只是出现了一次这种需求，那倒简单，随便找到一种方法满足它就完事了，但是当这种似乎相同又有所不同的需求反复出现时，就不禁想让人考虑找一个优雅的通解了。本文就旨在提供一些关于这方面的解法，看似与软件构造本身没什么关系，但实际上这也是软件构造种强调的“复用性”的一种体现。
二、Map：Key要不要放在类里？
接下来的内容以实验3中最基本的Interval作为例子：定义一个record：时间段Interval，它隐式用在IntervalSet和MultiIntervalSet中，记录一个时间段的开始时间start、结束时间end和标签label。
record Interval<L>(L label, long stat, long end){}
最简单的一种想法，就是把所有添加的Interval存在IntervalSet中的一个List里。要根据标签调用的时候，就遍历一遍这个列表，找到符合条件的Interval后返回对应的数据即可。
如果还要求不能存放label相同的时间段，那么再用List感觉就有些繁琐了。这时候寻思用Set吧，好像也不太行，如果用Set<Interval
这便引出了一个问题：既然Map的key中已经有label了，那在Interval的定义中还需要有label吗？如果有，则多了一个约束条件，即key与label必须相同，这增加了出现bug的机会；如果没有，则Interval本身将不具有标识作用。Interval作为一个内部类，一般就不需要label了，这还有利于用一个key对应一系列的（例如List
三、利用stream()
对于需要根据对象内部的一个属性来查找对象的操作，也可以通过stream()函数来实现。
例如从List<Interval
List<Interval<String>> filteredList = list.stream().filter(i -> Objects.equals(i.label(), "SC")).toList();
通过这个语句，还可以轻松地判断是否有重复的标签；此外，stream()也可以做到很方便地在上述的List、Set、Map间进行转换。事实上，stream()功能强大，并且有很多好处，例如无存储，惰性执行等，用好了可以很方便地处理各种问题。这里就仅根据主题介绍相关的这样一条语句了。
四、元组：Java没有的东西
在Java有了record之后，构建如Interval这样不可变的、只是数据集合的类就变得很方便了。但是要是希望数据可变呢？比如，在另一个工具类中，需要记录某个时间段被选择的次数，则这个次数显然得是可变的。这倒也还可以用Map来表示，但是如果要维护的数据多了呢？定义太多Map显然太冗余了；把这些数据集合为一个有getter和setter的类，这样的事情做多了也觉繁琐。
这时候不得不提到元组Tuple了，在很多除了Java外的语言中都自带了这种数据结构，它可以便捷地将不同类型的数据整合到一起，比如这是C#中的元组示例：
public static (int id, string name) GetInfo()
{
return (1, "c#");
}
static void Main(string[] args)
{
(var myId, var myName) = GetInfo();
Console.WriteLine(myName);
}
这语法糖，哎，真的甜啊。
那么在Java中怎么实现呢？大不了自己造嘛！一个指定参数数量的泛型类，配上getter和setter，造个简单的轮子，就可以复用了。实际用的时候，可以给它起个容易识别的别名——哦，不好意思，Java起别名也有点小麻烦呢。也可以直接调用已有的外部库，如Javatuples。总之，这样的一层封装可以为类似的场景带来很大的方便。
五、用Optional<>让代码更优雅
无论是方法传参，还是自定义类型，空指针总是一个很繁琐的问题。而Optional就是来解决这个问题，让代码变得更优雅的。
还是Interval，如果在构造时传入了null，还得对传参为null的情况做个特殊处理，麻烦。现在用一个非常简单的例子，看Optional怎么解决这个问题：
public String getLabel(){
return Optional.ofNullable(label).orElse("NotInitLabel");
}
像这样，当获取某个Interval的String标签时，就可以保证返回的类型一定是非空的，从而便于客户端的一些代码逻辑。Optional实际上就是对数据结构的一层封装，它还有很多妙用，这里只是作为引子。
六、结语
这就是我对类型内域作为键值的查找问题的一些汇总了，有通解的一些思路，也有特殊需求下的一些处理方式，核心思想还是增强复用性，让代码更简洁，更优雅，更不容易出bug吧。
