Type-safe Map, from char array to String value : Customized Map « Collections Data Structure « Java

Java
1. 2D Graphics GUI
2. 3D
3. Advanced Graphics
4. Ant
5. Apache Common
6. Chart
7. Class
8. Collections Data Structure
9. Data Type
10. Database SQL JDBC
11. Design Pattern
12. Development Class
13. EJB3
14. Email
15. Event
16. File Input Output
17. Game
18. Generics
19. GWT
20. Hibernate
21. I18N
22. J2EE
23. J2ME
24. JDK 6
25. JNDI LDAP
26. JPA
27. JSP
28. JSTL
29. Language Basics
30. Network Protocol
31. PDF RTF
32. Reflection
33. Regular Expressions
34. Scripting
35. Security
36. Servlets
37. Spring
38. Swing Components
39. Swing JFC
40. SWT JFace Eclipse
41. Threads
42. Tiny Application
43. Velocity
44. Web Services SOA
45. XML
Java Tutorial
Java Source Code / Java Documentation
Java Open Source
Jar File Download
Java Articles
Java Products
Java by API
Photoshop Tutorials
Maya Tutorials
Flash Tutorials
3ds-Max Tutorials
Illustrator Tutorials
GIMP Tutorials
C# / C Sharp
C# / CSharp Tutorial
C# / CSharp Open Source
ASP.Net
ASP.NET Tutorial
JavaScript DHTML
JavaScript Tutorial
JavaScript Reference
HTML / CSS
HTML CSS Reference
C / ANSI-C
C Tutorial
C++
C++ Tutorial
Ruby
PHP
Python
Python Tutorial
Python Open Source
SQL Server / T-SQL
SQL Server / T-SQL Tutorial
Oracle PL / SQL
Oracle PL/SQL Tutorial
PostgreSQL
SQL / MySQL
MySQL Tutorial
VB.Net
VB.Net Tutorial
Flash / Flex / ActionScript
VBA / Excel / Access / Word
XML
XML Tutorial
Microsoft Office PowerPoint 2007 Tutorial
Microsoft Office Excel 2007 Tutorial
Microsoft Office Word 2007 Tutorial
Java » Collections Data Structure » Customized MapScreenshots 
Type-safe Map, from char array to String value
   
/* Woodstox XML processor
 *
 * Copyright (c) 2004- Tatu Saloranta, tatu.saloranta@iki.fi
 *
 * Licensed under the License specified in the file LICENSE which is
 * included with the source code.
 * You may not use this file except in compliance with the License.
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */


/**
 * This class is a kind of specialized type-safe Map, from char array to
 * String value. Specialization means that in addition to type-safety
 * and specific access patterns (key char array, Value optionally interned
 * String; values added on access if necessary), and that instances are
 * meant to be used concurrently, but by using well-defined mechanisms
 * to obtain such concurrently usable instances. Main use for the class
 * is to store symbol table information for things like compilers and
 * parsers; especially when number of symbols (keywords) is limited.
 *<p>
 * For optimal performance, usage pattern should be one where matches
 * should be very common (esp. after "warm-up"), and as with most hash-based
 * maps/sets, that hash codes are uniformly distributed. Also, collisions
 * are slightly more expensive than with HashMap or HashSet, since hash codes
 * are not used in resolving collisions; that is, equals() comparison is
 * done with all symbols in same bucket index.<br />
 * Finally, rehashing is also more expensive, as hash codes are not
 * stored; rehashing requires all entries' hash codes to be recalculated.
 * Reason for not storing hash codes is reduced memory usage, hoping
 * for better memory locality.
 *<p>
 * Usual usage pattern is to create a single "master" instance, and either
 * use that instance in sequential fashion, or to create derived "child"
 * instances, which after use, are asked to return possible symbol additions
 * to master instance. In either case benefit is that symbol table gets
 * initialized so that further uses are more efficient, as eventually all
 * symbols needed will already be in symbol table. At that point no more
 * Symbol String allocations are needed, nor changes to symbol table itself.
 *<p>
 * Note that while individual SymbolTable instances are NOT thread-safe
 * (much like generic collection classes), concurrently used "child"
 * instances can be freely used without synchronization. However, using
 * master table concurrently with child instances can only be done if
 * access to master instance is read-only (ie. no modifications done).
 */

public class SymbolTable {

    /**
     * Default initial table size; no need to make it miniscule, due
     * to couple of things: first, overhead of array reallocation
     * is significant,
     * and second, overhead of rehashing is also non-negligible.
     *<p>
     * Let's use 128 as the default; it allows for up to 96 symbols,
     * and uses about 512 bytes on 32-bit machines.
     */
    protected static final int DEFAULT_TABLE_SIZE = 128;

    protected static final float DEFAULT_FILL_FACTOR = 0.75f;

    protected static final String EMPTY_STRING = "";

    /*
    ////////////////////////////////////////
    // Configuration:
    ////////////////////////////////////////
     */

    /**
     * Flag that determines whether Strings to be added need to be
     * interned before being added or not. Forcing intern()ing will add
     * some overhead when adding new Strings, but may be beneficial if such
     * Strings are generally used by other parts of system. Note that even
     * without interning, all returned String instances are guaranteed
     * to be comparable with equality (==) operator; it's just that such
     * guarantees are not made for Strings other classes return.
     */
    protected boolean mInternStrings;

    /*
    ////////////////////////////////////////
    // Actual symbol table data:
    ////////////////////////////////////////
     */

    /**
     * Primary matching symbols; it's expected most match occur from
     * here.
     */
    protected String[] mSymbols;

    /**
     * Overflow buckets; if primary doesn't match, lookup is done
     * from here.
     *<p>
     * Note: Number of buckets is half of number of symbol entries, on
     * assumption there's less need for buckets.
     */
    protected Bucket[] mBuckets;

    /**
     * Current size (number of entries); needed to know if and when
     * rehash.
     */
    protected int mSize;

    /**
     * Limit that indicates maximum size this instance can hold before
     * it needs to be expanded and rehashed. Calculated using fill
     * factor passed in to constructor.
     */
    protected int mSizeThreshold;

    /**
     * Mask used to get index from hash values; equal to
     * <code>mBuckets.length - 1</code>, when mBuckets.length is
     * a power of two.
     */
    protected int mIndexMask;

    /*
    ////////////////////////////////////////
    // Information about concurrency
    ////////////////////////////////////////
     */
    
    /**
     * Version of this table instance; used when deriving new concurrently
     * used versions from existing 'master' instance.
     */
    protected int mThisVersion;

    /**
     * Flag that indicates if any changes have been made to the data;
     * used to both determine if bucket array needs to be copied when
     * (first) change is made, and potentially if updated bucket list
     * is to be resync'ed back to master instance.
     */
    protected boolean mDirty;

    /*
    ////////////////////////////////////////
    // Life-cycle:
    ////////////////////////////////////////
     */

    /**
     * Method for constructing a master symbol table instance; this one
     * will create master instance with default size, and with interning
     * enabled.
     */
    public SymbolTable() {
        this(true);
    }

    /**
     * Method for constructing a master symbol table instance.
     */
    public SymbolTable(boolean internStrings) {
        this(internStrings, DEFAULT_TABLE_SIZE);
    }

    /**
     * Method for constructing a master symbol table instance.
     */
    public SymbolTable(boolean internStrings, int initialSize) {
        this(internStrings, initialSize, DEFAULT_FILL_FACTOR);
    }

    /**
     * Main method for constructing a master symbol table instance; will
     * be called by other public constructors.
     *
     @param internStrings Whether Strings to add are intern()ed or not
     @param initialSize Minimum initial size for bucket array; internally
     *   will always use a power of two equal to or bigger than this value.
     @param fillFactor Maximum fill factor allowed for bucket table;
     *   when more entries are added, table will be expanded.
     */
    public SymbolTable(boolean internStrings, int initialSize,
                       float fillFactor)
    {
        mInternStrings = internStrings;
        // Let's start versions from 1
        mThisVersion = 1;
        // And we'll also set flags so no copying of buckets is needed:
        mDirty = true;

        // No point in requesting funny initial sizes...
        if (initialSize < 1) {
            throw new IllegalArgumentException("Can not use negative/zero initial size: "+initialSize);
        }
        /* Initial size has to be a power of two. Also, let's not honour
         * sizes that are ridiculously small...
         */
        {
            int currSize = 4;
            while (currSize < initialSize) {
                currSize += currSize;
            }
            initialSize = currSize;
        }

        mSymbols = new String[initialSize];
        mBuckets = new Bucket[initialSize >> 1];
        // Mask is easy to calc for powers of two.
        mIndexMask = initialSize - 1;
        mSize = 0;

        // Sanity check for fill factor:
        if (fillFactor < 0.01f) {
            throw new IllegalArgumentException("Fill factor can not be lower than 0.01.");
        }
        if (fillFactor > 10.0f) { // just to catch stupid values, ie. useless from performance perspective
            throw new IllegalArgumentException("Fill factor can not be higher than 10.0.");
        }
        mSizeThreshold = (int) (initialSize * fillFactor + 0.5);
    }

    /**
     * Internal constructor used when creating child instances.
     */
    private SymbolTable(boolean internStrings, String[] symbols,
                        Bucket[] buckets, int size, int sizeThreshold,
                        int indexMask, int version)
    {
        mInternStrings = internStrings;
        mSymbols = symbols;
        mBuckets = buckets;
        mSize = size;
        mSizeThreshold = sizeThreshold;
        mIndexMask = indexMask;
        mThisVersion = version;

        // Need to make copies of arrays, if/when adding new entries
        mDirty = false;
    }

    /**
     * "Factory" method; will create a new child instance of this symbol
     * table. It will be a copy-on-write instance, ie. it will only use
     * read-only copy of parent's data, but when changes are needed, a
     * copy will be created.
     *<p>
     * Note: while this method is synchronized, it is generally not
     * safe to both use makeChild/mergeChild, AND to use instance
     * actively. Instead, a separate 'root' instance should be used
     * on which only makeChild/mergeChild are called, but instance itself
     * is not used as a symbol table.
     */
    public synchronized SymbolTable makeChild() {
        return new SymbolTable(mInternStrings, mSymbols, mBuckets,
                               mSize, mSizeThreshold, mIndexMask,
                               mThisVersion+1);
    }

    /**
     * Method that allows contents of child table to potentially be
     * "merged in" with contents of this symbol table.
     *<p>
     * Note that caller has to make sure symbol table passed in is
     * really a child or sibling of this symbol table.
     */
    public synchronized void mergeChild(SymbolTable child)
    {
        // Let's do a basic sanity check first:
        if (child.size() <= size()) { // nothing to add
            return;
        }

        // Okie dokie, let's get the data in!
        mSymbols = child.mSymbols;
        mBuckets = child.mBuckets;
        mSize = child.mSize;
        mSizeThreshold = child.mSizeThreshold;
        mIndexMask = child.mIndexMask;
        mThisVersion++; // to prevent other children from overriding

        // Dirty flag... well, let's just clear it, to force copying just
        // in case. Shouldn't really matter, for master tables.
        mDirty = false;

        /* However, we have to mark child as dirty, so that it will not
         * be modifying arrays we "took over" (since child may have
         * returned an updated table before it stopped fully using
         * the SymbolTable: for example, it may still use it for
         * parsing PI targets in epilog)
         */
        child.mDirty = false;
    }

    /*
    ////////////////////////////////////////////////////
    // Public API, configuration
    ////////////////////////////////////////////////////
     */

    public void setInternStrings(boolean state) {
        mInternStrings = state;
    }

    /*
    ////////////////////////////////////////////////////
    // Public API, generic accessors:
    ////////////////////////////////////////////////////
     */

    public int size() { return mSize; }

    public int version() { return mThisVersion; }

    public boolean isDirty() { return mDirty; }

    public boolean isDirectChildOf(SymbolTable t)
    {
        /* Actually, this doesn't really prove it is a child (would have to
         * use sequence number, or identityHash to really prove it), but
         * it's good enough if relationship is known to exist.
         */
        /* (for real check, one would need to child/descendant stuff; or
         * at least an identity hash... or maybe even just a _static_ global
         * counter for instances... maybe that would actually be worth
         * doing?)
         */
        if (mThisVersion == (t.mThisVersion + 1)) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    /*
    ////////////////////////////////////////////////////
    // Public API, accessing symbols:
    ////////////////////////////////////////////////////
     */

    /**
     * Main access method; will check if actual symbol String exists;
     * if so, returns it; if not, will create, add and return it.
     *
     @return The symbol matching String in input array
     */
    /*
    public String findSymbol(char[] buffer, int start, int len)
    {
        return findSymbol(buffer, start, len, calcHash(buffer, start, len));
    }
    */

    public String findSymbol(char[] buffer, int start, int len, int hash)
    {
        // Sanity check:
        if (len < 1) {
            return EMPTY_STRING;
        }

        hash &= mIndexMask;

        String sym = mSymbols[hash];

        // Optimal case; checking existing primary symbol for hash index:
        if (sym != null) {
            // Let's inline primary String equality checking:
            if (sym.length() == len) {
                int i = 0;
                do {
                    if (sym.charAt(i!= buffer[start+i]) {
                        break;
                    }
                while (++i < len);
                // Optimal case; primary match found
                if (i == len) {
                    return sym;
                }
            }
            // How about collision bucket?
            Bucket b = mBuckets[hash >> 1];
            if (b != null) {
                sym = b.find(buffer, start, len);
                if (sym != null) {
                    return sym;
                }
            }
        }

        // Need to expand?
        if (mSize >= mSizeThreshold) {
            rehash();
            /* Need to recalc hash; rare occurence (index mask has been
             * recalculated as part of rehash)
             */
            hash = calcHash(buffer, start, len& mIndexMask;
        else if (!mDirty) {
            // Or perhaps we need to do copy-on-write?
            copyArrays();
            mDirty = true;
        }
        ++mSize;

        String newSymbol = new String(buffer, start, len);
        if (mInternStrings) {
            newSymbol = newSymbol.intern();
        }
        // Ok; do we need to add primary entry, or a bucket?
        if (mSymbols[hash== null) {
            mSymbols[hash= newSymbol;
        else {
            int bix = hash >> 1;
            mBuckets[bixnew Bucket(newSymbol, mBuckets[bix]);
        }

        return newSymbol;
    }

    /**
     * Similar to {link #findSymbol}, but will not add passed in symbol
     * if it is not in symbol table yet.
     */
    public String findSymbolIfExists(char[] buffer, int start, int len, int hash)
    {
        // Sanity check:
        if (len < 1) {
            return EMPTY_STRING;
        }
        hash &= mIndexMask;

        String sym = mSymbols[hash];
        // Optimal case; checking existing primary symbol for hash index:
        if (sym != null) {
            // Let's inline primary String equality checking:
            if (sym.length() == len) {
                int i = 0;
                do {
                    if (sym.charAt(i!= buffer[start+i]) {
                        break;
                    }
                while (++i < len);
                // Optimal case; primary match found
                if (i == len) {
                    return sym;
                }
            }
            // How about collision bucket?
            Bucket b = mBuckets[hash >> 1];
            if (b != null) {
                sym = b.find(buffer, start, len);
                if (sym != null) {
                    return sym;
                }
            }
        }
        return null;
    }

    /**
     * Similar to to {@link #findSymbol(char[],int,int,int)}; used to either
     * do potentially cheap intern() (if table already has intern()ed version),
     * or to pre-populate symbol table with known values.
     */
    public String findSymbol(String str)
    {
        int len = str.length();
        // Sanity check:
        if (len < 1) {
            return EMPTY_STRING;
        }

        int index = calcHash(str& mIndexMask;
        String sym = mSymbols[index];

        // Optimal case; checking existing primary symbol for hash index:
        if (sym != null) {
            // Let's inline primary String equality checking:
            if (sym.length() == len) {
                int i = 0;
                for (; i < len; ++i) {
                    if (sym.charAt(i!= str.charAt(i)) {
                        break;
                    }
                }
                // Optimal case; primary match found
                if (i == len) {
                    return sym;
                }
            }
            // How about collision bucket?
            Bucket b = mBuckets[index >> 1];
            if (b != null) {
                sym = b.find(str);
                if (sym != null) {
                    return sym;
                }
            }
        }

        // Need to expand?
        if (mSize >= mSizeThreshold) {
            rehash();
            /* Need to recalc hash; rare occurence (index mask has been
             * recalculated as part of rehash)
             */
            index = calcHash(str& mIndexMask;
        else if (!mDirty) {
            // Or perhaps we need to do copy-on-write?
            copyArrays();
            mDirty = true;
        }
        ++mSize;

        if (mInternStrings) {
            str = str.intern();
        }
        // Ok; do we need to add primary entry, or a bucket?
        if (mSymbols[index== null) {
            mSymbols[index= str;
        else {
            int bix = index >> 1;
            mBuckets[bixnew Bucket(str, mBuckets[bix]);
        }

        return str;
    }

    /**
     * Implementation of a hashing method for variable length
     * Strings. Most of the time intention is that this calculation
     * is done by caller during parsing, not here; however, sometimes
     * it needs to be done for parsed "String" too.
     *
     @param len Length of String; has to be at least 1 (caller guarantees
     *   this pre-condition)
     */
    public static int calcHash(char[] buffer, int start, int len) {
        int hash = (intbuffer[0];
        for (int i = 1; i < len; ++i) {
            hash = (hash * 31(intbuffer[i];
        }
        return hash;
    }

    public static int calcHash(String key) {
        int hash = (intkey.charAt(0);
        for (int i = 1, len = key.length(); i < len; ++i) {
            hash = (hash * 31(intkey.charAt(i);

        }
        return hash;
    }

    /*
    //////////////////////////////////////////////////////////
    // Internal methods
    //////////////////////////////////////////////////////////
     */

    /**
     * Method called when copy-on-write is needed; generally when first
     * change is made to a derived symbol table.
     */
    private void copyArrays() {
        String[] oldSyms = mSymbols;
        int size = oldSyms.length;
        mSymbols = new String[size];
        System.arraycopy(oldSyms, 0, mSymbols, 0, size);
        Bucket[] oldBuckets = mBuckets;
        size = oldBuckets.length;
        mBuckets = new Bucket[size];
        System.arraycopy(oldBuckets, 0, mBuckets, 0, size);
    }

    /**
     * Method called when size (number of entries) of symbol table grows
     * so big that load factor is exceeded. Since size has to remain
     * power of two, arrays will then always be doubled. Main work
     * is really redistributing old entries into new String/Bucket
     * entries.
     */
    private void rehash()
    {
        int size = mSymbols.length;
        int newSize = size + size;
        String[] oldSyms = mSymbols;
        Bucket[] oldBuckets = mBuckets;
        mSymbols = new String[newSize];
        mBuckets = new Bucket[newSize >> 1];
        // Let's update index mask, threshold, now (needed for rehashing)
        mIndexMask = newSize - 1;
        mSizeThreshold += mSizeThreshold;
        
        int count = 0// let's do sanity check

        /* Need to do two loops, unfortunately, since spillover area is
         * only half the size:
         */
        for (int i = 0; i < size; ++i) {
            String symbol = oldSyms[i];
            if (symbol != null) {
                ++count;
                int index = calcHash(symbol& mIndexMask;
                if (mSymbols[index== null) {
                    mSymbols[index= symbol;
                else {
                    int bix = index >> 1;
                    mBuckets[bixnew Bucket(symbol, mBuckets[bix]);
                }
            }
        }

        size >>= 1;
        for (int i = 0; i < size; ++i) {
            Bucket b = oldBuckets[i];
            while (b != null) {
                ++count;
                String symbol = b.getSymbol();
                int index = calcHash(symbol& mIndexMask;
                if (mSymbols[index== null) {
                    mSymbols[index= symbol;
                else {
                    int bix = index >> 1;
                    mBuckets[bixnew Bucket(symbol, mBuckets[bix]);
                }
                b = b.getNext();
            }
        }

        if (count != mSize) {
            throw new IllegalStateException("Internal error on SymbolTable.rehash(): had "+mSize+" entries; now have "+count+".");
        }
    }

    /*
    //////////////////////////////////////////////////////////
    // Test/debug support:
    //////////////////////////////////////////////////////////
     */

    public double calcAvgSeek() {
        int count = 0;

        for (int i = 0, len = mSymbols.length; i < len; ++i) {
            if (mSymbols[i!= null) {
                ++count;
            }
        }

        for (int i = 0, len = mBuckets.length; i < len; ++i) {
            Bucket b = mBuckets[i];
            int cost = 2;
            while (b != null) {
                count += cost;
                ++cost;
                b = b.getNext();
            }
        }

        return ((doublecount((doublemSize);
    }

    /*
    //////////////////////////////////////////////////////////
    // Bucket class
    //////////////////////////////////////////////////////////
     */

    /**
     * This class is a symbol table entry. Each entry acts as a node
     * in a linked list.
     */
    static final class Bucket {
        private final String mSymbol;
        private final Bucket mNext;

        public Bucket(String symbol, Bucket next) {
            mSymbol = symbol;
            mNext = next;
        }

        public String getSymbol() { return mSymbol; }
        public Bucket getNext() { return mNext; }

        public String find(char[] buf, int start, int len) {
            String sym = mSymbol;
            Bucket b = mNext;

            while (true) { // Inlined equality comparison:
                if (sym.length() == len) {
                    int i = 0;
                    do {
                        if (sym.charAt(i!= buf[start+i]) {
                            break;
                        }
                    while (++i < len);
                    if (i == len) {
                        return sym;
                    }
                }
                if (b == null) {
                    break;
                }
                sym = b.getSymbol();
                b = b.getNext();
            }
            return null;
        }

        public String find(String str) {
            String sym = mSymbol;
            Bucket b = mNext;

            while (true) {
                if (sym.equals(str)) {
                    return sym;
                }
                if (b == null) {
                    break;
                }
                sym = b.getSymbol();
                b = b.getNext();
            }
            return null;
        }
    }
}

   
    
    
  
Related examples in the same category
1. Ordered Map
2. Case Insensitive Map
3. A Map collection with real-time behavior
4. Cache Map
5. Map implementation Optimized for Strings keys
6. An integer hashmap
7. An IdentityMap that uses reference-equality instead of object-equality
8. Int Object HashMap
9. Concurrent Skip List Map
10. A hash map that uses primitive ints for the key rather than objects.
11. Integer Map
12. Copy On Write Map
13. Expiring Map
14. Array Map
15. Int Object HashMap (from CERN)
16. Int HashMap from jodd.org
17. String Map
18. List Map
19. Map using Locale objects as keys
20. Map with keys iterated in insertion order
21. Most Recently Used Map
22. Multi Map
23. MultiMap is a Java version of the C++ STL class std::multimap
24. Object Int Map
25. Sequenced HashMap
26. Int Int Map
27. Int Object Map
28. Identity HashMap
29. A java.util.Map interface which can only hold a single object
30. A multi valued Map
31. A simple hashmap from keys to integers
32. A memory-efficient hash map.
33. An implementation of the java.util.Map interface which can only hold a single object.
34. Utility methods for operating on memory-efficient maps.
35. CaseBlindHashMap - a HashMap extension, using Strings as key values.
36. A fixed size map implementation.
37. Int HashMap
38. IntMap provides a simple hashmap from keys to integers
39. Complex Key HashMap
40. A Map with multiple values for a key
41. A Map that accepts int or Integer keys only
42. A Map where keys are compared by object identity, rather than equals()
43. A hashtable-based Map implementation with soft keys
44. List ordered map
45. Hash map using String values as keys mapped to primitive int values.
46. Lookup table that stores a list of strings
47. HashNMap stores multiple values by a single key value. Values can be retrieved using a direct query or by creating an enumeration over the stored elements.
48. Combines multiple values to form a single composite key. MultiKey can often be used as an alternative to nested maps.
www.java2java.com | Contact Us
Copyright 2009 - 12 Demo Source and Support. All rights reserved.
All other trademarks are property of their respective owners.