数据结构之Map
程序员文章站
2024-02-20 19:14:34
...
一、Map的基本概念
Map是一个接口类,该类没有继承自Collection,该类中存储的是<K,V>结构的键值对,并且K一定是唯一的,不能重复.
二、<K,V>结构的键值对
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。
方法名 | 作用 |
---|---|
K getKey() | 返回entry中的key |
V getValue() | 返回entry中的value |
V setValue(V value) | 将键值对中的value替换为指定value |
三、Map的常用方法
方法名 | 作用 |
---|---|
V get(Object key) | 返回 key 对应的 value |
V getOrDefault(Object key, V defaultValue) | 返回 key 对应的 value,key 不存在,返回默认值 |
V put(K key, V value) | 设置 key 对应的 value |
V remove(Object key) | 删除 key 对应的映射关系 |
Set keySet() | 返回所有 key 的不重复集合 |
Collection values() | 返回所有 value 的可重复集合 |
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() | 返回所有的 key-value 映射关系 |
boolean containsKey(Object key) | 判断是否包含 key |
boolean containsValue(Object value) | 判断是否包含 value |
注意:
- Map是一个接口,不能直接实例化对象,如果要实例化对象只能实例化其实现类TreeMap或者HashMap;
- Map中存放键值对的Key是唯一的,value是可以重复的;
- 在Map中插入键值对时,key不能为空,否则就会抛NullPointerException异常,但是value可以为空;
- Map中的Key可以全部分离出来,存储到Set中来进行访问(因为Key不能重复);
- Map中的value可以全部分离出来,存储在Collection的任何一个子集合中(value可能有重复);
- Map中键值对的Key不能直接修改,value可以修改,如果要修改key,只能先将该key删除掉,然后再来进行重新插入。
四、TreeMap的使用案例
import java.util.TreeMap;
import java.util.Map;
public static void TestMap1(){
Map<String, String> m = new TreeMap<>();
// put(key, value):插入key-value的键值对
// 如果key不存在,会将key-value的键值对插入到map中,返回null
m.put("林冲", "豹子头");
m.put("鲁智深", "花和尚");
m.put("武松", "行者");
m.put("宋江", "及时雨");
String str = m.put("李逵", "黑旋风");
System.out.println(m.size());
System.out.println(m);
// put(key,value): 注意key不能为空,但是value可以为空
// key如果为空,会抛出空指针异常
//m.put(null, "花名");
str = m.put("无名", null);
System.out.println(m.size());
// put(key, value):
// 如果key存在,会使用value替换原来key所对应的value,返回旧value
str = m.put("李逵", "铁牛");
// get(key): 返回key所对应的value
// 如果key存在,返回key所对应的value
// 如果key不存在,返回null
System.out.println(m.get("鲁智深"));
System.out.println(m.get("史进"));
//GetOrDefault(): 如果key存在,返回与key所对应的value,如果key不存在,返回一个默认值
System.out.println(m.getOrDefault("李逵", "铁牛"));
System.out.println(m.getOrDefault("史进", "九纹龙"));
System.out.println(m.size());
//containKey(key):检测key是否包含在Map中,时间复杂度:O(logN)
// 按照红黑树的性质来进行查找
// 找到返回true,否则返回false
System.out.println(m.containsKey("林冲"));
System.out.println(m.containsKey("史进"));
// containValue(value): 检测value是否包含在Map中,时间复杂度: O(N)
// 因为TreeMap是按照Key进行组织的,因此查找value时候就需要整体遍历
// 找到返回true,否则返回false
System.out.println(m.containsValue("豹子头"));
System.out.println(m.containsValue("九纹龙"));
// 打印所有的key
// keySet是将map中的key防止在Set中返回的
for(String s : m.keySet()){
System.out.print(s + " ");
}
System.out.println();
// 打印所有的value
// values()是将map中的value放在collect的一个集合中返回的
for(String s : m.values()){
System.out.print(s + " ");
}
System.out.println();
// 打印所有的键值对
// entrySet(): 将Map中的键值对放在Set中返回了
for(Map.Entry<String, String> entry : m.entrySet()){
System.out.println(entry.getKey() + "--->" + entry.getValue());
}
System.out.println();
}
五、自定义实现HashMap
package java42_0328;
class HashNode {
public int key;
public int value;
public HashNode next;
public HashNode(int key, int value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
}
// 开散列/哈希桶的方式来处理哈希冲突~~
public class MyHashMap {
private HashNode[] array = new HashNode[16];
private int size = 0;
public void put(int key, int value) {
// 1. 先把 key 转成数组下标,
// 简单粗暴的使用除留余数的方式来计算hash
int index = key % array.length;
// 2. 遍历该位置的链表, 看看 key 是不是已经存在了
// 如果 key 已经存在, 就不必插入新的节点了, 直接修改 value 即可
for (HashNode cur = array[index]; cur != null; cur = cur.next) {
if (cur.key == key) {
// 找到 key 存在了, 直接修改 value
cur.value = value;
return;
}
}
// 3. 如果不存在相同的 key, 就插入新节点
HashNode newNode = new HashNode(key, value);
// 直接链表头插即可
newNode.next = array[index];
array[index] = newNode;
size++;
// 4. 判定 size 是否达到一定的数值. 如果达到数值, 就扩容
// 负载因子达到多少才进行扩容?? 最好的办法是根据实际情况
// 做实验试试~~
// 负载因子越小, 此时空间利用率越低.
// 负载因子越大, 此时性能就可能受到影响.
// 此处老湿写的 0.75, java 标准库的 HashMap 负载因子阈值的默认值就是 0.75
// 当时我们的 hash 表负载因子是 10
if (loadFactor() > 0.75) {
resize();
}
}
private void resize() {
// 创建一个更长的数组, 把原来的元素给拷贝进去
HashNode[] newArray = new HashNode[array.length * 2];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
// 遍历当前链表
HashNode next = null;
for (HashNode cur = array[i]; cur != null; cur = next) {
next = cur.next; // 修改 cur.next 之前, 先备份之前的位置
// 把当前 cur 指向的节点插入到 新的数组 上
int indexNew = cur.key % newArray.length;
cur.next = newArray[indexNew];
newArray[indexNew] = cur;
}
}
}
private double loadFactor() {
return (double)size / array.length;
}
public Integer get(int key) {
// 先根据 key, 计算得到一个 index
// 再遍历链表即可
int index = key % array.length;
for (HashNode cur = array[index]; cur != null; cur = cur.next) {
if (cur.key == key) {
return cur.value;
}
}
return null;
}
}
上一篇: 由大到小排列
下一篇: 自定义分页类,可根据需要格式修改