Java[集合] Map 和 Set

喜欢ヅ旅行 2023-10-04 21:23 31阅读 0赞

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> 哈喽，大家好~ 我是保护小周ღ，本期为大家带来的是 Java Map 和 Set 集合详细介绍了两个集合的概念及其常用方法，感兴趣的朋友可以来学习一下。更多精彩敬请期待：保护小周ღ \*★,°\*:.☆(￣▽￣)/$:\*.°★\* ‘

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## 一、初识 Map 和 Set 集合 ##

首先Map 和 Set 是Java内置的一种专门进行搜索的“容器”同时也是一种数据结构。

我们一般把搜索的数据称之为关键字 (key), 与关键字 key 对应的为值（value），这种模型统称为

“key -value 的键值对”。

**Map 采用的是 key - Value 模型**，例如：有一个字符串，统计其中每个字符出现的次数，

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**Set 是 key 模型**

什么意思呢，通俗来讲就是只存储出现过的数据且相同数据只存储一个，就是去重，也可以快速判断，某个数据是否存在于Set 集合中。

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**整体集合框架：**

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## 二、如何使用Map ##

由上图可见，Map 没有继承于 Collection 接口。

**Collection接口简介：**

> Collection抽象的接口，它主要有List和Set两个分支，List和Set也是接口List是一个有序的队列，List中可以有重复的元素；Set中不允许有重复元素存在。  
> Collection中有一个iterator()函数，它的作用是返回一个Iterator接口。通常，我们通过Iterator迭代器来遍历集合。ListIterator是List接口所特有的，在List接口中，通过ListIterator()返回一个ListIterator对象。  
> Collection包含了集合的基本操作：添加、删除、清空、遍历、是否为空、获取大小、是否保护某元素等等操作，极大的较少了代码的冗余。

**Map 没有继承 Collection 接口,所以关于集合的基本操作Map 有自己的一套逻辑。**

**Map 是一个接口****，不能直接实例化对象，只能是继承Map 接口的 TreeMap,HashMap,这两个实例化对象稍后再着重讲解。**

### 2.1 Map的常用方法 ###

<table style=""> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:368px;vertical-align:top;height:51px;">get (Object key)</td> 
 <td style="width:376px;vertical-align:top;height:51px;">返回 key 对应的 value</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:368px;vertical-align:top;height:51px;">getOrDefault(Object key, V defaultValue)</td> 
 <td style="width:376px;vertical-align:top;height:51px;">返回 key 对应的 value，key 不存在，返回默认值</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:368px;vertical-align:top;height:51px;"> put(K key, V value)</td> 
 <td style="width:376px;vertical-align:top;height:51px;">设置 key 对应的 value</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:368px;vertical-align:top;height:51px;">remove(Object key)</td> 
 <td style="width:376px;vertical-align:top;height:51px;">删除 key 对应的映射关系</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:368px;vertical-align:top;height:51px;">Set&lt;K&gt; keySet()</td> 
 <td style="width:376px;vertical-align:top;height:51px;">返回所有 key 的不重复集合</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:368px;vertical-align:top;height:51px;">Collection&lt;V&gt; values()</td> 
 <td style="width:376px;vertical-align:top;height:51px;">返回所有 value 的可重复集合</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:368px;vertical-align:top;height:51px;">Set&lt;Map.Entry&lt;K, V&gt;&gt; entrySet()</td> 
 <td style="width:376px;vertical-align:top;height:51px;">返回所有的 key-value 映射关系</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:368px;vertical-align:top;height:51px;">boolean containsKey(Object key)</td> 
 <td style="width:376px;vertical-align:top;height:51px;">判断是否包含 key</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="width:368px;vertical-align:top;height:51px;">boolean containsValue(Object value)</td> 
 <td style="width:376px;vertical-align:top;height:51px;">判断是否包含 value</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**Map中存放键值对的Key是唯一的，value是可以重复的, Map** 在添加的过程中，如果遇到相同的Key值，只保留Value 值大的存储，例如： k = a , val = 2, 添加 k = a, val = 3 时， val 值将会被替换为 3

例如：字符串aabcddeb 怎样被Map 集合存储、使用我们将用这个例子给大家演示 Map的常用方法。

public class Test4 {
 public static void main(String[] args) {
 String str = "aabcddeb";
 //使用 Map 统计每个字符出现的次数
 Map<Character,Integer> map = new HashMap<>(); //这里使用 HashMap 来实例化
 for (int i = 0; i < str.length(); i++) { //遍历字符串的元素
 char ch = str.charAt(i);
 if(!map.containsKey(ch)) {//如果字符ch 不存在于map 集合中
 map.put(ch,1); //ch直接存放于集合中
 } else { //如果当前字符存在于集合中
 map.put(ch,map.get(ch) + 1); //使用 put 方法设置 key值对应的val 值
 //get方法是是返回key值对应的 value值 + 1 以此来实现字符个数的偷统计
 }
 }
 }
 }

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#### 2.1.1 **getOrDefault**  ####

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#### 2.1.2 **Set<K> keySet()** ####

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**Set 集合可以通过Iterator迭代器来遍历集合。**

**Map 中的Key 可以由键值对分离出来，存储到 Set 集合中，**

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#### 2.1.3 **Collection<V> values()** ####

因为 Map 集合没有继承 Collection 集合，也就没有继承迭代器，所以这是Map 集合自己内置的迭代

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**Map中的value可以全部分离出来，存储在Collection集合 的任何一个子集合中，例如List, ArrayList……**

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#### **2.2 Map方法的使用说明** ####

**Map.Entry<K, V> 是Map内部实现的用来存放<key, value>键值对映射关系的内部类**，该内部类中主要提供了<key, value>的获取，value的设置以及Key的比较方式。

**注意：Map.Entry<K,V>并没有提供设置Key的方法，无法单独对 Key 进行修改。**

**当我们使用Map 集合， 常用方法详解**

1.  当我们输入**（key, value）**键值对，key值不能为空，但是value 可以为空， key 值为空时会抛出空指针异常。

1.  当我们输入**（key, value）**键值对，如果key 值已经存在， value 值会替代原先 key 值对应的 value 值， put(key，value) 方法返回更新前的 value 值。

1.  **get(key)** 方法返回 key 对应的 value 值，如果 key 值不存在，返回 null

1.  **getOrDefault(Object key, V defaultValue)**, 返回 key 对应的 value，key 不存在，返回我们设置的默认值，例如 getOrDefault("张三", “学生”)，如果map集合中张三不存在，返回我们设置的“学生”。

1.  **containKey(key)**, 判断 key 值是否被包含在 Map 中，时间复杂度：O(logN), 底层是哈希表，哈希。该方法返回 boolean 类型，存在 true，不存在返回 false，

1.  **containValue(value)**，判断 value 是否包含在Map 中，时间复杂度是 O（N）,返回值是boolean。

1.  **keySet()** ,可以将 map 中所有的key 值，放置在 set 集合中，注意： map 返回的 key 值是不重复的，Set 集合的特点也是存储不重复的 value 值。

1.  **values()** ，可以将map 中所有的 value 值放在 Collect 的任意一个集合中返回，需要迭代。

1. **entrySet()** 将Map 中的键值对放在 Set 中返回，什么意思呢，<key , value>作为一个整体放在 Set 集合中，二者之间具有关联性，就不会被单独修改了。

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**Map 是一个接口****，不能直接实例化对象，只能是继承Map 接口的 TreeMap,HashMap,这两个实例化对象，那么 TreeMap 和 HashMap 有什么区别：**

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**HashMap：**

基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()\[可以重写hashCode()和equals()\]，为了优化HashMap空间的使用，可以调优初始容量和负载因子。

JDK1.6 后添加了红黑树的逻辑，默认是哈希表的长度达到 8 就转成红黑树，而当长度降到 6 就转换回去哈希表。

**TreeMap：**

基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态，**红黑树的本质就是一棵二叉查找树**。

**两种常规Map性能**

1.  **HashMap**的底层是Array + 链表的结构，所以HashMap在添加，查找，删除等方法上面速度会非常快，**hashmap 集合中的键值对是无序的**，录入数据的顺序与 输出的顺序不保证是一样的，例如：录入，“张三”，1 ， “李四”，1， 遍历 map 打印的结果可能是先 “李四”，1，“张三”，1 ，因为当 hashmap 扩容时，集合中所有的元素都需要重新哈希！

1.  **TreeMap**适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)，底层想象成是一棵有序的二叉树，每插入一个数据或者删除一个数据，TreeMap 就需要重新调整二叉树。

两者各有千秋，在实际运用中按需创建。

Map<Character,Integer> hashMap = new HashMap<>();
 Map<Character,Integer> treeMap = new TreeMap<>();

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## 三、如何使用 Set ##

Set与Map主要的不同有两点：Set是继承自Collection的接口类，Set中只存储了Key。

### 3.1 Set 的常用方法 ###

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### 3.2 Set 的注意事项 ###

1.  Set是继承自Collection的一个接口类，支持迭代遍历

1.  Set中只存储key 值，并且要求key一定要唯一（不重复），所以我们可以使用 Set 集合来去重

1.  Set中的Key不能修改，如果要修改，先将原来的删除掉，然后再重新插入

1.  Set中不能插入null的key

1.  同一个 Set 集合对象只能存储 同一数据类型

**Set 集合也是一个接口，Set的实现主要有以下结构**

*  HashSet集合，底层是HashMap，哈希表+红黑树

*  TreeSet集合，底层是一个自平衡红黑树，保证元素的顺序

*  LinkedHashSet集合：底层是哈希表+双向链表组成

Set<Character> hashSet = new HashSet<>();
 Set<Character> treeSet = new TreeSet<>();
 Set<Character> linkHaSet = new LinkedHashSet<>();

我们经常使用的是 hashSet 和 treeSet, 二者之间的区别，与 Map 集合 的 hashMap 和 treeMap 类似

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### 3.3 Set 常用方法使用说明 ###

**add(key)** 如果 key 值不存在与 set 集合中，则插入，返回 true, 重复则返回 false, 如果key 值为空，会抛出空指针异常 add(null),。

**contains(key**) 如果key 存在集合中 ，返回true, 否则返回 false。

**remove(key)** 如果key 值存在，删除成功返回 true, key 不存在 删除失败返回 false, key 为空抛出空指针异常。

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到这里，关于Java Map 和 Set 集合的基本认识和使用已经讲完啦~，希望对大家有所帮助，如有不妥之处欢迎批评指正。

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本期收录于博主的专栏——Java数据结构，适用于编程初学者，感兴趣的朋友们可以订阅，查看其它“数据结构知识”。

**下期预告：Map 底层的哈希表**

感谢每一个观看本篇文章的朋友，更多精彩敬请期待：保护小周ღ **\*★,°\*:.☆(￣▽￣)/$:\*.°★\* ‘**

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