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【Java集合】Map接口，及其实现类HashMap、TreeMap详解

程序员文章站 2024-02-06 23:51:16
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继上文的【Java集合】逻辑结构超强、表达十分清晰的“Collection接口”及“List接口、Set接口”解析，本文还将介绍Java集合中的另一种类型：Map类型。

文章目录

集合体系

【Java集合】Map接口，及其实现类HashMap、TreeMap详解
Map型的集合与前面两种集合最大的区别就是：

  • Map集合的一个元素是两个数据组成，也即键值对；
  • List集合和Set集合都是一个元素就是单个元素组成；

Map接口

**定义：**Map是一种依照键（key）存储元素的容器，键（key）很像下标，在List中下标是整数。在Map中键（key）可以使任意类型的对象。

特点：

  • 存储的数据都是以键值对的形式存在的，键不可重复，值可以重复。

Collection接口出发理解Map接口

  我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图。

  • Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
  • Map中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。
  • Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。
  • 需要注意的是，Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。
  • Map中常用的集合为HashMap集合、LinkedHashMap集合。

【Java集合】Map接口，及其实现类HashMap、TreeMap详解

方法

添加：

  1. V put(K key, V value) // 如果之前没有存在该键，那么返回的是null，如果之前就已经存在该键了，那么就返回该键之前对应的值。
  2. void putAll(Map<? extends K,? extends V> m) //把参数的Map数据全部添加到调用此方法的Map中；

删除

  1. V remove(Object key) //根据键删除一条map中的数据，返回的是该键对应的值。
  2. void clear() //无返回值，删除全部。

获取：

  1. V get(Object key) //根据指定的键获取对应的值
  2. int size() //获取map集合键值对个数

判断：

  1. boolean containsKey(Object key) //判断map集合是否包含指定的键：
  2. Boolean containsValue(Object value) //判断map集合中是否包含指定的值
  3. Boolean isEmpty() //判断是都为空；

**获取键值对：**key只能以set来保存，因为key是不可以重复的；value用collection来保存；

//获取键值对
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		//创建Map对象
		Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
		//添加映射关系
		map.put("ITCAST001", "张三");
		map.put("ITCAST002", "李四");
		map.put("ITCAST005", "李四");
		
		//Set<K> keySet() : 以Set的形式获返回所有的key
		Set<String> keys = map.keySet();
		for (String key : keys) {
			System.out.println(key);
		}
		System.out.println("-----------");
		
		//Collection<V> values() :以Collection形式返回所有Value
		Collection<String> values = map.values();
		for (String value : values) {
			System.out.println(value);
		}
	}
}

迭代

三种迭代方式：

  1. keySet()方法：
    a) 调用map的方法：keySet，将所有的键存储到Set集合中
    b) 遍历该Set集合，获取出Set集合中的所有元素（即为Map中的键）
    c) 调用Map集合的方法：get，通过键获取到对应的值
  2. values()
  3. entrySet()
    a) 调用map的方法：entrySet，将集合中的映射关系对象存储到Set集合中
    b) 迭代Set集合，获取出Set集合的元素，是映射关键对象
    c) 通过映射关系对象方法getKey，getValue获取键值对
//迭代方法的使用
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
		// 添加方法
		map.put("汪峰", "章子怡");
		map.put("文章", "马伊琍");
		map.put("谢霆锋", "张柏芝");
		map.put("成龙", "林凤娇");

		// map集合中遍历方式一： 使用keySet方法进行遍历
		// 缺点： keySet方法只是返回了所有的键，没有值。
		Set<String> keys = map.keySet();
		// a. 把Map集合中的所有键都保存到一个Set类型(因为key不能重复) 的集合对象中返回。
		// b. 迭代器实现(也可以使用for循环)
		Iterator<String> it01 = keys.iterator(); // 返回一个抓取keys的爪子，名为“it"；
		while (it01.hasNext()) {
			String key = it01.next();
			System.out.println("键：" + key + " 值：" + map.get(key)); //c.
			// System.out.println("键："+it.next()+" 值:"+map.get(it.next()));不能这样使用：next跑动了两次；
		}

		// map集合的遍历方式二： 使用values方法进行遍历。
		// 缺点： values方法只能返回所 的值，没有键。
		Collection<String> c = map.values(); // 把所有的值存储到一个Collection集合(因为value可以重复)中返回。
		Iterator<String> it02 = c.iterator();
		while (it02.hasNext()) {
			System.out.println("值：" + it02.next());
		}

		// map集合的遍历方式三： entrySet方法遍历。返回键和值
		Set<Map.Entry<String, String>> entrys = map.entrySet(); // Entry的本质是一个同时含有键和值的类方法(静态，详见源代码)；
		Iterator<Map.Entry<String, String>> it03 = entrys.iterator();
		while (it03.hasNext()) {
			Map.Entry<String, String> entry = it03.next();
			System.out.println("键：" + entry.getKey() + " 值：" + entry.getValue());
		}

		// 增强for循环
		for (Map。Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
			System.out.println("key:" + entry.getKey + ";value:" + entry.getValue);
		}
	}
}

HashMap类

存储原理：
往HashMap添加元素的时候，首先会调用键的hashCode方法得到元素 的哈希码值，然后经过运算就可以算出该元素在哈希表中的存储位置。

  • 情况1：如果算出的位置目前没有任何元素存储，那么该元素可以直接添加到哈希表中。
  • 情况2：如果算出的位置目前已经存在其他的元素，那么还会调用该元素的equals方法与这个位置上的元素进行比较，如果equals方法返回的是false，那么该元素允许被存储，如果equals方法返回的是true，那么该元素被视为重复元素，不允存储
class Person{
	
	int id;
	
	String name;

	public Person(int id, String name) {
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return  "[编号："+this.id+" 姓名："+ this.name+"]";
		
	}	
	
	@Override
	public int hashCode() {
		return this.id;
	}
	
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		Person p = (Person) obj;
		return this.id== p.id;
	}
}

public class Demo5 {
	
	public static void main(String[] args) {
		HashMap<Person, String> map = new HashMap<Person, String>();
		map.put(new Person(110,"狗娃"), "001");
		map.put(new Person(220,"狗剩"), "002");
		map.put(new Person(330,"铁蛋"), "003");
		map.put(new Person(110,"狗娃"), "007");  //如果出现了相同键，那么后添加的数据的值会取代之前 的值。
		System.out.println("集合的元素："+ map);
	}
}

LinkedHashMap类

功能：

  1. 保证迭代的顺序

特性：

  1. 继承自HashMap

TreeMap类

**工作原理：**TreeMap也是基于红黑树（二叉树）数据结构实现 的， 特点：会对元素的键进行排序存储。

TreeMap 核心特性：

  • 往TreeMap添加元素的时候，如果元素的键具备自然顺序，那么就会按照键的自然顺序特性进行排序存储。
  • 往TreeMap添加元素的时候，如果元素的键不具备自然顺序特性， 那么键所属的类必须要实现Comparable接口，把键的比较规则定义在CompareTo方法上。
  • 往TreeMap添加元素的时候，如果元素的键不具备自然顺序特性，而且键所属的类也没有实现Comparable接口，那么就必须在创建TreeMap对象的时候传入比较器。

具备自然顺序

TreeMap<Character, Integer> tree = new TreeMap<Character, Integer>();
tree.put('c',10);
tree.put('b',2);
tree.put('a',5);
tree.put('h',12);
System.out.println(tree); //键的会自动根据字典顺序，排好序输出

不具备自然顺序

实现Comparable接口、定义CompareTo方法：

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;
class Emp implements Comparable<Emp>{
	
	String name;
	
	int salary;

	public Emp(String name, int salary) {
		super();
		this.name = name;
		this.salary = salary;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "[姓名："+this.name+" 薪水："+ this.salary+"]";
	}

	@Override
	public int compareTo(Emp o) {
		return this.salary - o.salary;
	}
	
}
public class Demo6 {
	
	public static void main(String[] args) {

		TreeMap<Emp, String> tree = new TreeMap<Emp, String>(comparator);
		tree.put(new Emp("冰冰", 2000),"001");
		tree.put(new Emp("家宝", 1000),"002");
		tree.put(new Emp("习总", 3000),"003");
		tree.put(new Emp("克强", 5000),"005");
		
		System.out.println(tree);
	}
}

传入比较器

创建TreeMap对象时传入比较器：

class Emp {
	String name;
	
	int salary;

	public Emp(String name, int salary) {
		super();
		this.name = name;
		this.salary = salary;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "[姓名："+this.name+" 薪水："+ this.salary+"]";
	}
	
}

//自定义一个比较器
class MyComparator implements Comparator<Emp>{

	@Override
	public int compare(Emp o1, Emp o2) {
		return o1.salary - o2.salary;
	}
}

public class Demo6 {
	
	public static void main(String[] args) {
		//创建一个自定义比较器
		MyComparator comparator = new MyComparator();
		
		TreeMap<Emp, String> tree = new TreeMap<Emp, String>(comparator);
		tree.put(new Emp("冰冰", 2000),"001");
		tree.put(new Emp("家宝", 1000),"002");
		tree.put(new Emp("习总", 3000),"003");
		tree.put(new Emp("克强", 5000),"005");
		
		tree.put(new Emp("财厚", 5000),"008");
		System.out.println(tree);
	}
}

Hashtable类(已淘汰)

底层是依赖了哈希表实现，线程安全，操作效率低；
从JDK1.2，被更先进HashMap替代

Collections类

Collections类特性：

  1. 集合框架中的工具类，方法都是用于操作Collection；例如Arrays是数组的工具类；
  2. 类中的所有方法都是静态的，不可创建新对象；
  3. 具体方法，见API；
相关标签： # JavaSE java Map接口 HashMap Collections类

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