JavaSE集合(十)之Map

时间:2024-12-25 14:37:03

前面给大家介绍了集合家族中的Collection家族,这一篇给大家分享的是集合中的另一个家族就是Map家族。以前的时候学习Map的时候没有很认真的去学习,我觉得很多东西还是不是很清楚。

这次我将总结的非常详细。程序员的道理里,我们风雨无阻!

一、Map接口

1.1、Map概述

  Map 的字面翻译是映射(地图就是一种映射)。将键映射到值的对象,一个映射不能包含重复的键(如果有添加有重复的键,后面的会覆盖掉前面的,但是如果是自定义类型必须重写hashCode()和equals()方法),每个键最多只能映射到一个值。

  map是Java中提供的一种通用的元素存储方式,它是一种集合类。map集合类用于存储键值对(“键”、“值”)即Map<key,value>,每个键映射到一个值。但要注意的是:key不能重复。所以通过指定的key就可以取出对应的value。

    JavaSE集合(十)之Map

  在JavaSE中,对Map的实现主要包括: HashMap, TreeMap, HashTable 和 LinkedHashMap:

  • HashMap 使用哈希表(hash table)实现, 在 keys 和/或 values 之中,都是无序的.
  • TreeMap 基于红黑树(red-black tree)数据结构实现, 按 key 排序.
  • LinkedHashMap 保持者插入顺序.
  • Hashtable 与HashMap实现方式一样,但Hashtable属于同步(synchronized)的.

  所以如果代码是线程安全的,那么应该使用HashMap,因为Hashtable的同步是有一定量的运行代价的。而现今对于需要同步的Map,使用 ConcurrentHashMap 也比 Hashtable 有更高的效率。

  注:map中的key和value都必须是Object(除非指定了泛型)

1.2、Map接口和Collection接口的不同

  Map是双列的,Collection是单列的
  Map的键唯一,Collection的子体系Set是唯一的
  Map集合的数据结构值针对键有效,跟值无关;Collection集合的数据结构是针对元素有效。

  Map集合没有直接取出元素的方法,而是先转成Set集合,在通过迭代获取元素

1.3、Map集合功能概述

添加功能
* V put(K key,V value):添加元素。
* 如果键是第一次存储,就直接存储元素,返回null
* 如果键不是第一次存在,就用值把以前的值替换掉,返回以前的值
       putAll(Map<? extends K,? extends V> m)将指定Map中的键值对复制到Map中
删除功能
* void clear():移除所有的键值对元素
* V remove(Object key):删除指定key所对应的键值对,返回可以所关联的value,如果key不存在,返回null
判断功能
* boolean containsKey(Object key):判断集合是否包含指定的键
* boolean containsValue(Object value):判断集合是否包含指定的值
* boolean isEmpty():判断集合是否为空
获取功能
* Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():
* V get(Object key):根据键获取值
* Set<K> keySet():获取集合中所有键的集合
* Collection<V> values():获取集合中所有值的集合
长度功能
* int size():返回集合中的键值对的个数

  Map中包含一个内部类:Entry。该类封装了一个键值对,它包含了三个方法:

Object getKey():返回该Entry里包含的key值。
Object getValeu():返回该Entry里包含的value值。
Object setValue(V value):设置该Entry里包含的value值,并返回新设置的value值。

1.4、Map实例之遍历

  Map的遍历大体有3种:
    第一种:遍历Map.entrySet():它的每一个元素都是Map.Entry对象,这个对象中,放着的就是Map中的某一对key-value。
    第二种:遍历Map.keySet():它是Map中key值的集合,我们可以通过遍历这个集合来读取Map中的元素。
    第三种:遍历Map.values():它是Map中value的集合,我们可以直接通过这个集合遍历Map中的值,却不能读取key。

  1)Map集合的遍历之键找值

    思路:一是:获取所有键的集合。二是:遍历键的集合,获取到每一个键。三是:根据键找值。

package com.zyh.Collection.map;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set; public class MapDemo_0010 {
// Map集合的遍历之键找值
public static void main(String[] args) {
Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("张三",);
map.put("美女",);
map.put("帅哥",);
map.put("流浪汉",); /*方式一:使用迭代器
Set<String> str = map.keySet();
Iterator<String> it = str.iterator();
while (it.hasNext()){
String key = it.next();
Integer value = map.get(key);
System.out.println("key="+key+"——value="+value);
}*/ //方式二:使用增强for循环
for (String key:map.keySet()){
System.out.println("key="+key+"——value="+map.get(key));
}
}
}

MapDemo_0010

  2)Map集合的遍历之键值对对象找键和值

    思路:一是:获取所有键值对对象的集合。二是:遍历键值对对象的集合,获取到每一个键值对对象。三是:根据键值对对象找键和值。

package com.zyh.Collection.map;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set; public class MapDemo_0011 {
//Map集合的遍历之键值对对象找键和值
public static void main(String[] args) {
Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("张三",);
map.put("美女",);
map.put("帅哥",);
map.put("流浪汉",); /*方式一:使用迭代器
Set<Map.Entry<String, Integer>> entry = map.entrySet(); //获取所有的键值对象的集合
Iterator<Map.Entry<String, Integer>> it = entry.iterator(); //获取迭代器
while (it.hasNext()){
Map.Entry<String, Integer> en = it.next(); //获取键值对对象
String key = en.getKey(); //根据键值对对象获取键
Integer value = en.getValue(); //根据键值对对象获取值
System.out.println("key="+key+"——value="+value);
}*/
//方式二:使用增强for循环
for (Map.Entry<String,Integer> en : map.entrySet()){
String key = en.getKey();
Integer value = en.getValue();
System.out.println("key="+key+"——value="+value);
} }
}

MapDemo_0011

二、HashMap

2.1、HashMap概述  

  HashMap 是一个散列表,它存储的内容是键值对(key-value)映射。它存储的时候是无序的。
  HashMap 继承于AbstractMap,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
  HashMap 的实现不是同步的,这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。此外,HashMap中的映射不是有序的。

  在java编程语言中,最基本的结构就是两种,一个是数组,另外一个是模拟指针(引用),所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,HashMap也不例外。

    HashMap实际上是一个“链表的数组”的数据结构,每个元素存放链表头结点的数组,即数组和链表的结合体。

  

  HashMap注意事项:
    1)HashMap底层维护一个数组,我们向HashMap中所放置的对象实际上是存储在该数组当中。
    2)当向HashMap中put一对键值时,它会根据key的hashCode值计算出一个位置,该位置就是此对象准备往数组中存放的位置。

2.2、实例:在HashMap中存储key为Student对象,value为String类型  

  1)当键是自定义类型时怎么保证唯一性:重写hashCode()和equals()方法,这样我们在存储的时候如果有重复的键,后面的会覆盖后面的。

package com.zyh.Collection.map;

import com.zyh.domain.Student;
import java.util.HashMap; public class HashMapDemo_0010 {
public static void main(String[] args) {
HashMap<Student,String> hs = new HashMap<>();
hs.put(new Student("张三",),"上海");
hs.put(new Student("张三",),"上海");
hs.put(new Student("李四",),"深圳");
hs.put(new Student("王五",),"苏州");
hs.put(new Student("赵六",),"杭州"); System.out.println(hs);
}
}

  这里的话就会输出:

    JavaSE集合(十)之Map

    分析:首先输出的都是无序的,为什么直接输出map就会打印呢?因为底层重写了toString方法。

    JavaSE集合(十)之Map

    查看之后它的父类重写了toString()方法

2.3、HashMap的用法

  需求:统计字符串中每个字符出现的次数

    String str = "aaaabbbcccccccccc";
char[] arr = str.toCharArray(); //将字符串转换成字符数组
HashMap<Character, Integer> hm = new HashMap<>(); //创建双列集合存储键和值 for(char c : arr) { //遍历字符数组
if(!hm.containsKey(c)) { //如果不包含这个键
hm.put(c, ); //就将键和值为1添加
}else { //如果包含这个键
hm.put(c, hm.get(c) + ); //就将键和值再加1添加进来
} //hm.put(c, !hm.containsKey(c) ? 1 : hm.get(c) + 1);
Integer i = !hm.containsKey(c) ? hm.put(c, ) : hm.put(c, hm.get(c) + );
} for (Character key : hm.keySet()) { //遍历双列集合
System.out.println(key + "=" + hm.get(key));
}

2.4、LinkedHashMap

  特点:底层是链表实现的可以保证怎么存就怎么取

  实例:

package com.zyh.Collection.map;

import com.zyh.domain.Student;
import java.util.LinkedHashMap; public class LinkedHashMapDemo_0010 {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashMap<Student,String> lhs = new LinkedHashMap<>();
lhs.put(new Student("张三",),"上海");
lhs.put(new Student("李四",),"深圳");
lhs.put(new Student("王五",),"苏州");
lhs.put(new Student("赵六",),"杭州"); System.out.println(lhs);
}
}

  结果:

      JavaSE集合(十)之Map

四、TreeMap

4.1、TreeMap概述

  TreeMap底层是二叉树数据结构,线程不同步,可用于给Map集合中的键进行排序。

  注意:
    1)用作key的对象必须实现hashCode和equals方法。
    2)不能保证其中的键值对的顺序
    3)尽量不要使用可变对象作为它们的key值。

  SortedMap接口和TreeMap类的关系

    SortedMap接口是Map的子接口,其进一步提供对于键的排序功能。
    TreeMap类就是SortedMap接口的实现类。
    TreeMap可以对key值进行自然排序或者比较器排序,其用法和TreeSet是一致的。

4.2、用例子来说明TreeMap排序问题

package com.zyh.Collection.map;

import com.zyh.domain.Student;
import java.util.TreeMap; public class TreeMapDemo_0010 {
public static void main(String[] args) {
TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>();
tm.put(new Student("张三",),"上海");
tm.put(new Student("李四",18),"深圳");
tm.put(new Student("王五",),"苏州");
tm.put(new Student("赵六",66),"杭州");
System.out.println(tm);
}
}

 当我们执行的时候会出错:

    JavaSE集合(十)之Map

  因为key是自定义对象不知道怎么排序,所以这里要实现Comparable接口,重写compareTo方法,或者给TreeMap的构造方法中声明一个比较器。

    方式一:实现Comparable接口,重写compareTo方法

      实现Comparable接口:

      JavaSE集合(十)之Map

      重写compareTo方法:

      JavaSE集合(十)之Map

      结果:按年龄排序

      JavaSE集合(十)之Map

    方式二:给TreeMap的构造方法中声明一个比较器(测试前把前面Student中的删除掉)     

package com.zyh.Collection.map;

import com.zyh.domain.Student;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap; public class TreeMapDemo_0010 {
public static void main(String[] args) {
TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
int num = s1.getAge()-s2.getAge();
//s1.getName().compareTo(s2.getName())这里的compareTo方法是String类中的方法
return num==?s1.getName().compareTo(s2.getName()):num;
}
});
tm.put(new Student("张三",),"上海");
tm.put(new Student("李四",),"深圳");
tm.put(new Student("王五",),"苏州");
tm.put(new Student("赵六",),"杭州");
System.out.println(tm);
}
}

五、HashMap与HashTable的区别

5.1、同步性

  Hashtable是同步的,这个类中的一些方法保证了Hashtable中的对象是线程安全的。而HashMap则是异步的,因此HashMap中的对象并不是线程安全的。
  因为同步的要求会影响执行的效率,所以如果你不需要线程安全的集合那么使用HashMap是一个很好的选择,这样可以避免由于同步带来的不必要的性能开销,从而提高效率。

5.2、值

  HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value,但是Hashtable是不能放入空值的。HashMap最多只有一个key值为null,但可以有无数多个value值为null。

5.3、性能

  HashMap的性能最好,HashTable的性能是最差(因为它是同步的)    

    

觉得不错的点个“推荐”哦!!!