Map集合总结

系统管理员 2021-12-22 08:27 306阅读 0赞

（本人第一次写博客，部分内容有参照李刚老师的疯狂java系列图书，如有遗漏错误，请多指教，谢谢。）

Java的集合类可分为Set、List、Map、Queue，其中Set、List、Queue都有共同的接口：Collection.

所以Collection和Map是Java集合框架的根接口。Java集合实际上并不是真的把对象放入其中，集合中保存的只是对象的引用。

这里首先讲Map，因为所有的Set底层都是由Map实现的，仔细观察API可以发现，Set集合继承体系中所有的接口、实现类的类名，对应的Map集合体系都有。

如：Set-->Map

EnumSet-->EnumMap

SortedSet-->SortedMap

TreeSet-->TreeMap

NavigableSet-->NavigableMap

HashSet-->HashMap

LinkedHashSet-->LinkedHashMap

所不同的是，Map集合体系中还包括IdetityHashMap、WeakHashMap、Hashtable、Properties实现类。

**Map集合用于保存具有映射关系的数据，其本质就是一个Object类型的动态数组，数组元素是Map接口的内部类Entry。**

**内部类Entry封装了一个key-value对。**

key和value存在单向的一对一关系，通过指定的key总能找到唯一的确定的value.

由于这个特征，就必须要求Key是不可重复的，符合Set的特征。事实上，Map中所有的key就组成了一个Set集合。

而Value是可以重复的。只能通过key查询value，可以把value看作key的附庸。

**一、HashMap 和 Hashtable**

Hashtable较为古老，是HashMap的线程安全形式。其中封装了许多古老的方法，与HashMap主要有两点区别：

1、HashMap线程不安全，Hashtable线程安全，所以HashMap性能更好。

而实现线程安全用集合工具类Collections的静态方法synchronizedMap（）包装一下,更简单、实用。

2、Hashtable不允许使用null作为key和value,会引发NullPointerException异常，而HashMap允许。

HashMap的底层是数组实现的，其数组元素为一个Entry链表（栈）。

**存储过程**：根据元素的hashCode()返回值计算元素在数组中的存储索引。根据元素equals方法来计算元素在Entry链表中的存储位置。

若有2个元素hashCode()返回值相同而equals为false，那么发生哈希冲突。新增加的Entry总放在Entry链表栈顶。

HashMap底层数组默认大小为16，这种存储位置又叫做桶（bucket）,默认负载极限为0.75，即当HashMap中填满3/4时，

HashMap的容量将自动增加一倍。这个过程中，元素会重新分配，放入新的桶中。这个过程叫做rehashing.

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1 public V put(K key, V value) {
     2         if (key == null)
     3             return putForNullKey(value);
     4         int hash = hash(key.hashCode());
     5         int i = indexFor(hash, table.length);
     6         for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
     7             Object k;
     8             if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key ||       key.equals(k)))     {
     9                 V oldValue = e.value;
    10                 e.value = value;
    11                 e.recordAccess(this);
    12                 return oldValue;
    13             }
    14         }
    15         modCount++;
    16         addEntry(hash, key, value, i);
    17         return null;
    18     }

HashMap的put方法源代码

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1  static int indexFor(int h, int length) {
    2         return h & (length-1);
    3     }

索引的计算方法

可以看到：1、元素的hash值是根据key的hashCode计算的。

2、索引是根据元素的hash值简易计算的。

**查询过程**：与存储过程类似，先根据hashCode()返回值计算数组索引，若数组所在位置已经有元素，与栈中所有元素equals比较，若相同，则返回。

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1  public V get(Object key) {
     2         if (key == null)
     3             return getForNullKey();
     4         int hash = hash(key.hashCode());
     5         for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
     6              e != null;
     7              e = e.next) {
     8             Object k;
     9             if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
    10                 return e.value;
    11         }
    12         return null;
    13     }

HashMap的get方法

所有参与计算hashCode（）返回值的关键属性，都应用于作为equals（）比较的标准。

不应该给equals()和hashCode()方法的依赖属性提供注入方法，或者可以直接将其设置为final.

**创建过程：**除了默认的构造方法，HashMap还提供了指定初始容量、负载因子的构造器。

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1 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
     2         if (initialCapacity < 0)
     3             throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
     4                                                initialCapacity);
     5         if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
     6             initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
     7         if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
     8             throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor);
     9         // Find a power of 2 >= initialCapacity
    10         int capacity = 1;
    11         while (capacity < initialCapacity)
    12             capacity <<= 1;
    13 
    14         this.loadFactor = loadFactor;
    15         threshold = (int)(capacity * loadFactor);
    16         table = new Entry[capacity];
    17         init();
    18     }

HashMap构造方法源代码

可以看到：1、初始容量最大为1<<30。不可以更大。

2、初始容量必须为大于指定容量的最小的2的n次方值

**二、TreeMap**

TreeMap采用“红黑树”的排序二叉树来保存Map中的每个Entry。每个Entry为红黑树的一个节点。

所有的Entry总是根据key按指定的规则保持有序。

红黑树是一种自平衡二叉树，每个节点的值都大于或等于它的左子树中所有节点的值，都小于或等于它的右子树中所有节点的值。

**三、WeakHashMap、IdentityHashMap**

WeakHashMap每个key对象保存了实际对象的弱引用。

IdentityHashMap的实现机制与HashMap类似，只有当key1==key2时，才认为key1与key2相等。它不保证任何key-value对之间的顺序，

也不保证它们的顺序随时间的推移不变。

**四、LinkedHashMap、Properties**

LinkedHashMap是HashMap的子类，使用双向链表来维护entry的插入次序，迭代输出时，元素顺序与插入顺序一致。

Properties也是HashMap的子类，把Map对象和属性文件关联起来，把Map对象的key和value与属性文件的属性名和属性值关联起来。

**五、EnumMap**

1、EnumMap所有key必须是枚举类的枚举值。

2、在内部以数组实现，根据key自然排序。

3、不允许使用null作为key，允许使用null作为value

4、创建EnumMap时必须指定一个枚举类，将EnumMap与指定枚举类关联起来。

5、EnumMap是性能最好的Map

另：Map有一个values方法，返回一个集合对象，

其实，这个Values集合对象并未盛装任何java对象，主要用来遍历map中的所有value值。

转载于:https://www.cnblogs.com/zrtqsk/p/3472258.html

[ContractedBlock.gif]: https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif
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