HashMap vs. TreeMap vs. Hashtable vs. LinkedHashMap

时间:2022-05-26 21:05:40

Map是最重要的数据结构。这篇文章中,我会带你们看看HashMap, TreeMap, HashTable和LinkedHashMap的区别。

1. Map概览

Java SE中有四种常见的Map实现——HashMap, TreeMap, Hashtable和LinkedHashMap。如果我们使用一句话来分别概括它们的特点,就是:

  • HashMap就是一张hash表,键和值都没有排序。
  • TreeMap以红-黑树结构为基础,键值按顺序排列。
  • LinkedHashMap保存了插入时的顺序。
  • Hashtable是同步的(而HashMap是不同步的)。所以如果在线程安全的环境下应该多使用HashMap,而不是Hashtable,因为Hashtable对同步有额外的开销。
  1. HashMap

如果HashMap的键(key)是自定义的对象,那么需要按规则定义它的equals()和hashCode()方法

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class Dog {
     String color;
 
     Dog(String c) {
         color = c;
     }
     public String toString(){  
         return color + " dog" ;
     }
}
 
public class TestHashMap {
     public static void main(String[] args) {
         HashMap hashMap = new HashMap();
         Dog d1 = new Dog( "red" );
         Dog d2 = new Dog( "black" );
         Dog d3 = new Dog( "white" );
         Dog d4 = new Dog( "white" );
 
         hashMap.put(d1, 10 );
         hashMap.put(d2, 15 );
         hashMap.put(d3, 5 );
         hashMap.put(d4, 20 );
 
         //print size
         System.out.println(hashMap.size());
 
         //loop HashMap
         for (Entry entry : hashMap.entrySet()) {
             System.out.println(entry.getKey().toString() + " - " + entry.getValue());
         }
     }
}

输出:

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white dog - 5
black dog - 15
red dog - 10
white dog - 20

注意,我们错误的将”white dogs”添加了两次,但是HashMap却接受了两只”white dogs”。这不合理(因为HashMap的键不应该重复),我们会搞不清楚真正有多少白色的狗存在。

Dog类应该定义如下:

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class Dog {
     String color;
 
     Dog(String c) {
         color = c;
     }
 
     public boolean equals(Object o) {
         return ((Dog) o).color == this .color;
     }
 
     public int hashCode() {
         return color.length();
     }
 
     public String toString(){  
         return color + " dog" ;
     }
}

现在输出结果如下:

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red dog - 10
white dog - 20
black dog - 15

输出结果如上是因为HashMap不允许有两个相等的元素存在。默认情况下(也就是类没有实现hashCode()和equals()方法时),会使用Object类中的这两个方法。Object类中的hashCode()对于不同的对象会返回不同的整数,而只有两个引用指向的同样的对象时equals()才会返回true。如果你不是很了解hashCode()和equals()的规则,可以看看这篇文章

来看看HashMap最常用的方法,如迭代、打印等。

3. TreeMap

TreeMap的键按顺序排列。让我们先看个例子看看什么叫作“键按顺序排列”。

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class Dog {
     String color;
 
     Dog(String c) {
         color = c;
     }
     public boolean equals(Object o) {
         return ((Dog) o).color == this .color;
     }
 
     public int hashCode() {
         return color.length();
     }
     public String toString(){  
         return color + " dog" ;
     }
}
 
public class TestTreeMap {
     public static void main(String[] args) {
         Dog d1 = new Dog( "red" );
         Dog d2 = new Dog( "black" );
         Dog d3 = new Dog( "white" );
         Dog d4 = new Dog( "white" );
 
         TreeMap treeMap = new TreeMap();
         treeMap.put(d1, 10 );
         treeMap.put(d2, 15 );
         treeMap.put(d3, 5 );
         treeMap.put(d4, 20 );
 
         for (Entry entry : treeMap.entrySet()) {
             System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());
         }
     }
}

输出:

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Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: collection.Dog cannot be cast to java.lang.Comparable
     at java.util.TreeMap.put(Unknown Source)
     at collection.TestHashMap.main(TestHashMap.java:35)

因为TreeMap按照键的顺序进行排列对象,所以键的对象之间需要能够比较,所以就要实现Comparable接口。你可以使用String作为键,String已经实现了Comparable接口。

我们来修改下Dog类,让它实现Comparable接口。

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class Dog implements Comparable<Dog>{
     String color;
     int size;
 
     Dog(String c, int s) {
         color = c;
         size = s;
     }
 
     public String toString(){  
         return color + " dog" ;
     }
 
     @Override
     public int compareTo(Dog o) {
         return  o.size - this .size;
     }
}
 
public class TestTreeMap {
     public static void main(String[] args) {
         Dog d1 = new Dog( "red" , 30 );
         Dog d2 = new Dog( "black" , 20 );
         Dog d3 = new Dog( "white" , 10 );
         Dog d4 = new Dog( "white" , 10 );
 
         TreeMap treeMap = new TreeMap();
         treeMap.put(d1, 10 );
         treeMap.put(d2, 15 );
         treeMap.put(d3, 5 );
         treeMap.put(d4, 20 );
 
         for (Entry entry : treeMap.entrySet()) {
             System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());
         }
     }
}

输出:

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red dog - 10
black dog - 15
white dog - 20

结果根据键的排列顺序进行输出,在我们的例子中根据size排序的。

如果我们将“Dog d4 = new Dog(“white”, 10);”替换成“Dog d4 = new Dog(“white”, 40);”,那么输出会变成:

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white dog - 20
red dog - 10
black dog - 15
white dog - 5

这是因为TreeMap使用compareTo()方法来比较键值的大小,size不相等的狗是不同的狗。

4. Hashtable

Java文档写道:

HashMap类和Hashtable类几乎相同,不同之处在于HashMap是不同步的,也允许接受null键和null值。

5. LinkedHashMap

LinkedHashMap is a subclass of HashMap. That means it inherits the features of HashMap. In addition, the linked list preserves the insertion-order.

Let’s replace the HashMap with LinkedHashMap using the same code used for HashMap.

LinkedHashMap是HashMap的子类,所以LinkedHashMap继承了HashMap的一些属性,它在HashMap基础上增加的特性就是保存了插入对象的顺序。

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class Dog {
     String color;
 
     Dog(String c) {
         color = c;
     }
 
     public boolean equals(Object o) {
         return ((Dog) o).color == this .color;
     }
 
     public int hashCode() {
         return color.length();
     }
 
     public String toString(){  
         return color + " dog" ;
     }
}
 
public class TestHashMap {
     public static void main(String[] args) {
 
         Dog d1 = new Dog( "red" );
         Dog d2 = new Dog( "black" );
         Dog d3 = new Dog( "white" );
         Dog d4 = new Dog( "white" );
 
         LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap();
         linkedHashMap.put(d1, 10 );
         linkedHashMap.put(d2, 15 );
         linkedHashMap.put(d3, 5 );
         linkedHashMap.put(d4, 20 );
 
         for (Entry entry : linkedHashMap.entrySet()) {
             System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());
         }      
     }
}

输出:

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red dog - 10
black dog - 15
white dog - 20

如果我们使用HashMap的话,输出将会如下,会打乱插入的顺序:

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white dog - 20
black dog - 15
原文链接:  Programcreek  翻译:  ImportNew.com  唐小娟
译文链接:  http://www.importnew.com/8658.html
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