Java集合之Map集合详细解释

比眉伴天荒 2023-02-28 01:27 235阅读 0赞

#### Map双列集合结构 ####

Map是采用key-value键值对存储数据的，一个key对应一个值，对于key不可重复，value可以重复，主要的实现类有HashMap,LinkedHashMap,TreeMap,HashTable

#### HashMap ####

Map集合中最常用的实现类

##### 常用方法 #####

*  添加功能：  
    V put(K key,V value)：添加元素(也可以实现修改功能)
 *  删除功能：  
    void clear():清空所键值对元素  
    V remove(Object key):根据键移除对应的值，并把值返回
 *  判断功能：  
    containsKey(Object key):是否包含指定的键  
    containsValue(Object value):是否包含指定的值  
    isEmpty():是否为空
 *  遍历功能：  
    Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取键值对  
    V get(Object key):根据键获取值  
    Collection values():获取所值的集合
 *  获取功能：  
    Set keySet():获取所键的集合  
    int size():获取集合元素的个数

##### 使用这些方法 #####

//创建map集合
        HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
        //添加元素
        map.put(1, "a");
        map.put(2, "b");
        map.put(3, "C");
        //键有重复值发生覆盖
        map.put(3, "C");
        //通过键删除整个键值对
        //map.remove(1);
        //清空
        //map.clear();
        //判断是否为空
        System.out.println(map.isEmpty());//f
        //是否包含key = 4
        System.out.println(map.containsKey(4));//f
        //是否包含"b"
        System.out.println(map.containsValue("b"));//t
        //集合元素个数
        System.out.println(map.size());//3
        //通过键获取值
        System.out.println(map.get(3));//C
        //获取所有值组成的集合,打印输出
        Collection<String> s = map.values();
        for (String value : s) { 
            System.out.println(value);
        }
        System.out.println(map);	
        }

##### Map常见的遍历方式 #####

第一种遍历方式：最常用的遍历方式，for循环中使用entries实现遍历

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("张三", 12);
        map.put("李四", 34);
        map.put("王五", 24);
        //第一种遍历方式
        for(Map.Entry<String, Integer> entry: map.entrySet()) { 
            //获取key
            String key = entry.getKey();
            //获取value
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "--" + value);
        }

第二种方式：使用迭代器进行遍历

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
    		map.put("张三", 12);
    		map.put("李四", 34);
    		map.put("王五", 24);
    		//使用迭代器进行遍历
    		Iterator<Entry<String, Integer>> it = map.entrySet().iterator();
    		while(it.hasNext()) { 
    			Entry<String, Integer> en = it.next();
    			String key = en.getKey();
    			Integer value = en.getValue();
    			System.out.println(key+"---"+value);
    		}

第三种方式：分开遍历key与value,只需要key或者是value来使用

// TODO Auto-generated method stub
    		HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
    		map.put("张三", 12);
    		map.put("李四", 34);
    		map.put("王五", 24);
    		//第三种方式遍历只需要key或者value
    		for(String key:map.keySet()) { 
    			System.out.println(key);
    		}
    		for(Integer value: map.values()) { 
    			System.out.println(value);
    		}

##### HashMap底层实现原理 #####

**JDK1.8之前 数组+链表**

*  实例化HashMap之后，底层先创建长度为16的Entry\[\] table的数组
 *  首先调用key1所在类的hashCode()方法计算出key1的哈希值，经过一系列的算法之后得到在数组中的存放位置，如果位置是空则添加成功
 *  如果不为空，意味着此位置存在一个或者多个数据（链表形式存储），那key1的哈希值与这些数据的哈希值进行比较：
    
     *  如果key1的哈希值与已存在的数据的哈希值不同则key1-value1添加成功
     *  若哈希值相同，调用key1所在类中equals方法：
        
         *  方法返回false,key1-value1添加成功
         *  方法返回true，value1覆盖value2的值

当然在不断的添加之后，会启动动态扩容机制，扩容于原来的两倍，并复制原来的数组到新数组中

**JDK1.8之后 数组+链表,容量大于8使用红黑树**

*  创建HashMap对象的时候，底层没有创建一个长度为16的数组,而是在调用put()的方法才会创建长度为16的数组
 *  底层的数组是Node\[\] 不是Entry\[\]
 *  链表的长度大于8时将采用链表转换为红黑树进行存储数据
    
    形成链表时，1.8以前新的数据指向旧的数据，1.8以后是旧的元素指向新的元素

##### HashMap 和 Hashtable的异同？ #####

*  线程安全方面：前者不安全，后者安全
 *  键值是否为null：前者可以为null，后者不可以为null

#### LinkedHashMap ####

LinkedHashMap主要继承HashMap用法上基本一样，主要区别就是LinkedHashMap内部提供了Entry，替换HashMap中的Node.

HashMap中的内部类

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { 
            final int hash;
            final K key;
            V value;
            Node<K,V> next;

LinkedHashMap的内部类

static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> { 
            Entry<K,V> before, after;
            Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { 
                super(hash, key, value, next);
            }
        }

#### TreeMap ####

元素可以根据键进行排序，元素具唯一性  
排序方式（基本与TreeSet相同）：  
自然排序：让元素所在的类实现自然排序接口Comparable  
比较器排序：让集合的构造方法接收一个比较器接口（Comparator的实现类对象）