JAVA Map架构和API介绍

首先，我们看看map架构。

如上图：
map 是映射接口，map中存储的内容是键值对(key-value)。
abstractmap 是继承于map的抽象类，它实现了map中的大部分api。其它map的实现类可以通过继承abstractmap来减少重复编码。
sortedmap 是继承于map的接口。sortedmap中的内容是排序的键值对，排序的方法是通过比较器(comparator)。
navigablemap 是继承于sortedmap的接口。相比于sortedmap，navigablemap有一系列的导航方法；如"获取大于/等于某对象的键值对"、“获取小于/等于某对象的键值对”等等。
treemap 继承于abstractmap，且实现了navigablemap接口；因此，treemap中的内容是“有序的键值对”！
hashmap 继承于abstractmap，但没实现navigablemap接口；因此，hashmap的内容是“键值对，但不保证次序”！
hashtable 虽然不是继承于abstractmap，但它继承于dictionary(dictionary也是键值对的接口)，而且也实现map接口；因此，hashtable的内容也是“键值对，也不保证次序”。但和hashmap相比，hashtable是线程安全的，而且它支持通过enumeration去遍历。
weakhashmap 继承于abstractmap。它和hashmap的键类型不同，weakhashmap的键是“弱键”。

有了上面的总体框架之后，我们先来看看各个接口和抽象类的介绍；后面再对各个实现类进行详细说明。

1 map
map的定义如下：

public interface map<k,v> { }

map 是一个键值对(key-value)映射接口。map映射中不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。
map 接口提供三种collection 视图，允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容。
map 映射顺序。有些实现类，可以明确保证其顺序，如 treemap；另一些映射实现则不保证顺序，如 hashmap 类。
map 的实现类应该提供2个“标准的”构造方法：第一个，void（无参数）构造方法，用于创建空映射；第二个，带有单个 map 类型参数的构造方法，用于创建一个与其参数具有相同键-值映射关系的新映射。实际上，后一个构造方法允许用户复制任意映射，生成所需类的一个等价映射。尽管无法强制执行此建议（因为接口不能包含构造方法），但是 jdk 中所有通用的映射实现都遵从它。

map的api

abstract void                 clear()
abstract boolean              containskey(object key)
abstract boolean              containsvalue(object value)
abstract set<entry<k, v>>     entryset()
abstract boolean              equals(object object)
abstract v                    get(object key)
abstract int                  hashcode()
abstract boolean              isempty()
abstract set<k>               keyset()
abstract v                    put(k key, v value)
abstract void                 putall(map<? extends k, ? extends v> map)
abstract v                    remove(object key)
abstract int                  size()
abstract collection<v>        values()

说明：
(01) map提供接口分别用于返回 键集、值集或键-值映射关系集。
        entryset()用于返回键-值集的set集合
        keyset()用于返回键集的set集合
       values()用户返回值集的collection集合
       因为map中不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。所以，键-值集、键集都是set，值集时collection。
(02) map提供了“键-值对”、“根据键获取值”、“删除键”、“获取容量大小”等方法。

2 map.entry
map.entry的定义如下：

interface entry<k,v> { }

map.entry是map中内部的一个接口，map.entry是键值对，map通过 entryset() 获取map.entry的键值对集合，从而通过该集合实现对键值对的操作。
map.entry的api

abstract boolean     equals(object object)
abstract k             getkey()
abstract v             getvalue()
abstract int         hashcode()
abstract v             setvalue(v object)
 

3 abstractmap
abstractmap的定义如下：

public abstract class abstractmap<k,v> implements map<k,v> {}

abstractmap类提供 map 接口的骨干实现，以最大限度地减少实现此接口所需的工作。
要实现不可修改的映射，编程人员只需扩展此类并提供 entryset 方法的实现即可，该方法将返回映射的映射关系 set 视图。通常，返回的 set 将依次在 abstractset 上实现。此 set 不支持 add() 或 remove() 方法，其迭代器也不支持 remove() 方法。
要实现可修改的映射，编程人员必须另外重写此类的 put 方法（否则将抛出 unsupportedoperationexception），entryset().iterator() 返回的迭代器也必须另外实现其 remove 方法。
abstractmap的api

abstract set<entry<k, v>>     entryset()
         void                 clear()
         boolean              containskey(object key)
         boolean              containsvalue(object value)
         boolean              equals(object object)
         v                    get(object key)
         int                  hashcode()
         boolean              isempty()
         set<k>               keyset()
         v                    put(k key, v value)
         void                 putall(map<? extends k, ? extends v> map)
         v                    remove(object key)
         int                  size()
         string               tostring()
         collection<v>        values()
         object               clone()

4 sortedmap
sortedmap的定义如下：

public interface sortedmap<k,v> extends map<k,v> { }

sortedmap是一个继承于map接口的接口。它是一个有序的sortedmap键值映射。
sortedmap的排序方式有两种：自然排序 或者 用户指定比较器。 插入有序 sortedmap 的所有元素都必须实现 comparable 接口（或者被指定的比较器所接受）。
另外，所有sortedmap 实现类都应该提供 4 个“标准”构造方法：
(01) void（无参数）构造方法，它创建一个空的有序映射，按照键的自然顺序进行排序。
(02) 带有一个 comparator 类型参数的构造方法，它创建一个空的有序映射，根据指定的比较器进行排序。
(03) 带有一个 map 类型参数的构造方法，它创建一个新的有序映射，其键-值映射关系与参数相同，按照键的自然顺序进行排序。
(04) 带有一个 sortedmap 类型参数的构造方法，它创建一个新的有序映射，其键-值映射关系和排序方法与输入的有序映射相同。无法保证强制实施此建议，因为接口不能包含构造方法。

sortedmap的api

// 继承于map的api
abstract void                 clear()
abstract boolean              containskey(object key)
abstract boolean              containsvalue(object value)
abstract set<entry<k, v>>     entryset()
abstract boolean              equals(object object)
abstract v                    get(object key)
abstract int                  hashcode()
abstract boolean              isempty()
abstract set<k>               keyset()
abstract v                    put(k key, v value)
abstract void                 putall(map<? extends k, ? extends v> map)
abstract v                    remove(object key)
abstract int                  size()
abstract collection<v>        values()
// sortedmap新增的api
abstract comparator<? super k>     comparator()
abstract k                         firstkey()
abstract sortedmap<k, v>           headmap(k endkey)
abstract k                         lastkey()
abstract sortedmap<k, v>           submap(k startkey, k endkey)
abstract sortedmap<k, v>           tailmap(k startkey)

5 navigablemap
navigablemap的定义如下：
public interface navigablemap<k,v> extends sortedmap<k,v> { }
navigablemap是继承于sortedmap的接口。它是一个可导航的键-值对集合，具有了为给定搜索目标报告最接近匹配项的导航方法。
navigablemap分别提供了获取“键”、“键-值对”、“键集”、“键-值对集”的相关方法。
navigablemap的api

abstract entry<k, v>             ceilingentry(k key)
abstract entry<k, v>             firstentry()
abstract entry<k, v>             floorentry(k key)
abstract entry<k, v>             higherentry(k key)
abstract entry<k, v>             lastentry()
abstract entry<k, v>             lowerentry(k key)
abstract entry<k, v>             pollfirstentry()
abstract entry<k, v>             polllastentry()
abstract k                       ceilingkey(k key)
abstract k                       floorkey(k key)
abstract k                       higherkey(k key)
abstract k                       lowerkey(k key)
abstract navigableset<k>         descendingkeyset()
abstract navigableset<k>         navigablekeyset()
abstract navigablemap<k, v>      descendingmap()
abstract navigablemap<k, v>      headmap(k tokey, boolean inclusive)
abstract sortedmap<k, v>         headmap(k tokey)
abstract sortedmap<k, v>         submap(k fromkey, k tokey)
abstract navigablemap<k, v>      submap(k fromkey, boolean frominclusive, k tokey, boolean toinclusive)
abstract sortedmap<k, v>         tailmap(k fromkey)
abstract navigablemap<k, v>      tailmap(k fromkey, boolean inclusive)

说明：
navigablemap除了继承sortedmap的特性外，它的提供的功能可以分为4类：
第1类，提供操作键-值对的方法。
               lowerentry、floorentry、ceilingentry 和 higherentry 方法，它们分别返回与小于、小于等于、大于等于、大于给定键的键关联的 map.entry 对象。
               firstentry、pollfirstentry、lastentry 和 polllastentry 方法，它们返回和/或移除最小和最大的映射关系（如果存在），否则返回 null。
第2类，提供操作键的方法。这个和第1类比较类似
               lowerkey、floorkey、ceilingkey 和 higherkey 方法，它们分别返回与小于、小于等于、大于等于、大于给定键的键。
第3类，获取键集。
              navigablekeyset、descendingkeyset分别获取正序/反序的键集。
第4类，获取键-值对的子集。

6 dictionary
dictionary的定义如下：

public abstract class dictionary<k,v> {}

navigablemap是jdk 1.0定义的键值对的接口，它也包括了操作键值对的基本函数。
dictionary的api

abstract enumeration<v>     elements()
abstract v                  get(object key)
abstract boolean            isempty()
abstract enumeration<k>     keys()
abstract v                  put(k key, v value)
abstract v                  remove(object key)
abstract int