容器--Map和AbstractMap

时间:2023-03-09 02:16:19
容器--Map和AbstractMap

一、前言

  前面我们介绍了Collection接口的定义及一系列实现,并重点介绍了List体系下的一些实现,对于Collection来说,其实还有Set系列同样很重要,但由于Set是依赖于Map实现的,所以我们在这里先介绍Map.

  Collection的特点是存储一类元素的集合,而Map则描述了一组映射关系的集合,即我们常说的key-value结构。这类容器的特点是容器中的每一项都是一个键值对,键的值不能重复,但允许有null键和null值的存在,一个键只能对应一个值,但多个不同的键可以对应于同一个值。

  由于键值的惟一性,所以其key集合就天然是一个Set, 因此,JDK的set实现也正是基于这样的思想,使用了Map中的key集合来实现。

二、主要方法

  虽然存储的元素不一样,但同为集合,Map和Collection之间还是有很多功能相似甚至是相同的功能,下面一个表格进行对比如下:

Map和Collection接口的方法对比
方法描述 Map方法名 Collection方法名
容器中元素个数 size() size()
判断容器是否为空 isEmpty() isEmpty()
添加元素 put(K key, V value) add(E e)
批量添加元素

putAll(Map<K, V> map)

addAll(Collection<E> collection)
删除元素 remove(Object key)

remove(Object obj)

removeAll(Collection<E> collection)

retainAll(Collection<E> collection)

清空列表 clear() clear()
判断元素是否存在

containsKey(Object key)

containsValue(Object value)

contains(Object e)

containsAll(Collection<E> e)

遍历

keySet()

entrySet()

values()

iterator()
比较 equals(Object obj) equals(Object o)
求hash hashCode() hashCode()
根据key查找value V get(Object key) 无对应方法
转化为数组 无对应方法

toArray()

toArray(T[] t)

  从上表我们可以看到,这两个容器都提供了对容器的增加,修改,删除及遍历的功能,对于Map来说,由于其特有的映射结构提供了根据key查找value的功能,而Collection由于是一组类型相同的元素,所以提供了转化为toArray的方法。

三、AbstractMap的实现原理

  AbstractMap作为Map的抽象实现类,提供了绝大多数方法的实现。其中的惟一个未实现的方法是entrySet()方法,返回一个元素类型为Map.Entry的Set.

  1)由于Set属于Collection,通过上表的比较我们可以知道Collection和Map的绝大部分功能是相似的,所以对于这些功能的实现就可以根据entrySet的相应方法来实现。比如对于删除方法,JDK是这样实现的:

 public V remove(Object key) {
Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
Entry<K,V> correctEntry = null;
if (key==null) {
while (correctEntry==null && i.hasNext()) {
Entry<K,V> e = i.next();
if (e.getKey()==null)
correctEntry = e;
}
} else {
while (correctEntry==null && i.hasNext()) {
Entry<K,V> e = i.next();
if (key.equals(e.getKey()))
correctEntry = e;
}
} V oldValue = null;
if (correctEntry !=null) {
oldValue = correctEntry.getValue();
i.remove();
}
return oldValue;
}

  2)不支持put方法的实现,相应的,putAll方法由于调用了put,所以这个方法也不支持。

  3)根据定义,map中的key和value都有可能为null,所以判断一个map中是否包含某个key,不应该根据get(key) == null来判断 ,而应该调用containsKey(key)来判断。

  4)keySet()和values()使用了匿名内部类的方式来实现,主要的实现逻辑是重写了抽象容器类的iterator方法,将其遍历转化为对于key和值的遍历。

三、总结

  AbstractMap通过将entrySet定义为抽象方法的方式,巧妙的将具体的实现和存储逻辑交给子类实现,这样实现者可以专注于元素的存储,另外,通过学习AbstractMap中的方法实现,我们可以借鉴其map的遍历方式,正确的应该是先找到entrySet,就像下面这样:

 public boolean containsKey(Object key) {
Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
if (key==null) {
while (i.hasNext()) {
Entry<K,V> e = i.next();
if (e.getKey()==null)
return true;
}
} else {
while (i.hasNext()) {
Entry<K,V> e = i.next();
if (key.equals(e.getKey()))
return true;
}
}
return false;
}

在遍历时,我们使用iterator(), 而不是使用for(String key : map.keySet())的方式。因为这种方式的问题在于,如果按抽象类的实现方式,map.keySet()相当于是需要对整个map进行遍历,而在for循环中, 对于map.get(key)来说,实际上又需要遍历整个map,循环多少次,就遍历多少次,这确实是非常低效率的。

当然,也许HashMap并不会在get(key)时遍历整个map,但这并不能保证其它的实现不是这样,所以,iterator才是正理。

  明天会继续学习HashMap.