Java中的Map

阳光穿透心脏的1/2处 2022-06-06 02:52 185阅读 0赞

在前面的博文中提到的Collection集合是单列集合，但是在现实生活中，也会有双列集合，其中的数据是存在映射关系的，也就是所谓的“键—值”对

> Map接口：是双列集合的最顶层接口，其中数据都是以键值对的形式存储的，其中键值是不能重复的，而且每个键值最多映射到一个值，值可以重复。  
> 每次存储都是存储一对元素  
> —–>HashMap、TreeMap、HashTable  
> 与Collection在集合框架中并列存在

interface Map<K,V>
    K - 此映射所维护的键的类型
    V - 映射值的类型

Map的通用性方法：

*  1、添加：
    
        1、V put(K key, V value)    （可以相同的key值，但是添加的value值会覆盖前面的，返回值是前一个，如果没有就返回null）  （其中的键&值都可以是null）                                        
        2、`putAll(Map<? extends K,? extends V> m)`  从指定映射中将所有映射关系复制到此映射中（可选操作）。
 *  2、删除
    
        1、remove()    删除关联对象，指定key对象
        2、clear()     清空集合对象
 *  3、获取
    
        1：value get(key); 可以用于判断键是否存在的情况。当指定的键不存在的时候，返回的是null。
 *  4、判断：
    
        1、boolean isEmpty()   长度为0返回true否则false
        2、boolean containsKey(Object key)  判断集合中是否包含指定的key
        3、boolean containsValue(Object value)  判断集合中是否包含指定的value
 *  4、长度：
    
        Int size（）

下面着重说一下Map迭代的方法  
1.`Set<K> keySet()` ：返回包含所有键值的Set集合对象，然后通过遍历Set集合获取Map的所有键值  
2.`Collection<V> values()`：获取包含所有值的的Collection集合对象，只能获得值，并不能或者键  
上述两种方式要么就返回键，要么就返回值，那么我们就会想到有没有一种方式是可以返回键和值呢？  
那就是通过定义一个类，其中这个类包含键和值就可以了！

class Entry<K,V>{ 
        K key;
        V value;
    }
    ArrayList<Entry> list = new ArrayList<Entry>();
    list.add(New Entry("key","value"));

3.Map.Entry对象：那么在Map中确实存在一个内部静态类Entry，其中存储了键和值。其中Entry类使用了自定义泛型。  
下面的示例使用了上述三种方式进行了Map的遍历

import java.util.*;
    
    /** * Created by Dream on 2017/10/27. */
    public class MapSee {
        public static void main(String[] args){
            Map<String,String> map = new HashMap<>();
            map.put("Dream","11");
            map.put("Thia","22");
            map.put("Maria","33");
            /*方式一遍历：获得键，然后通过键获得值*/
            Set<String> set = map.keySet();
            Iterator<String> it = set.iterator();
            while(it.hasNext()){
                String key = it.next();
                System.out.println("Key:"+key+" Value:"+map.get(key));
            }
            /*方式二遍历：只能获得值*/
            Collection<String> collection = map.values();
            it = collection.iterator();
            while(it.hasNext()){
                System.out.print(it.next()+" ");
            }
            System.out.println();
            /*方式三：利用Map的静态内部类Entry*/
            Set<Map.Entry<String,String>> list = map.entrySet();
            Iterator<Map.Entry<String,String>> its = list.iterator();
            while(its.hasNext()){
                Map.Entry<String,String> entry = its.next();
                System.out.println("Key:"+entry.getKey()+" Value:"+entry.getValue());
            }
            System.out.println("========直接输出Map=======");
            System.out.println(map);
        }
    }

具体实现类：

> HashMap：底层的实现原理跟HashSet类似，都是通过哈希表来存储的，HashSet存储的是一个对象，而HashMap存储的是一对数据，不仅存储对象，还存储对象的值！

实现原理：底层是通过哈希表存储的，每次存储一对数据，即“键–值”的时候，首先会调用“键”的hashCode()方法，然后经过一系列运算得到该“键”及其“值”存放的位置，如果该位置上没有数据存放，那么直接将该数据存放在该位置上即可；如果该位置上已经有数据存在，那么会调用“键”的equals方法比较两个“键”是否相同，如果equals返回的是true，那么则视为相同的“键”，此时不再将该“键”所在的数据对添加到该位置上，只是将该“键”所对应的值“覆盖”原先的值，即所谓的“后来者居上”；如果equals返回false，那么该对象允许被存储。至于hashCode方法和equals方法的定义，按需更改！  
小示例：

package BasicObject.day17;
    import java.util.*;
    /** * Created by Dream on 2017/10/31. */
    class Employee{
        String name;
        int age;
        public Employee(String name,int age){
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
        public String toString(){
            return "[name:"+name+", age:"+age+"]";
        }
        public int hashCode(){
            return this.name.hashCode();
        }
        public boolean equals(Object o){
            Employee e = (Employee)o;
            return this.name.equals(e.name) && this.age == e.age;
        }
    }
    public class hashMapPrac { 
        public static void main(String[] args){
            HashMap<Employee,String> employees = new HashMap<>();
            employees.put(new Employee("Sara",21),"1001");
            employees.put(new Employee("Mary",21),"2002");
            employees.put(new Employee("Thia",23),"3003");
            employees.put(new Employee("Tom",25),"4004");
            employees.put(new Employee("Eric",23),"5005");
            employees.put(new Employee("Sara",21),"6666");   //重写了hashCode和equals方法，所以此键值会覆盖Sara第一次出现的键值
            System.out.println(employees);
    
            /*通过获取键来获取其对应的值 Set<Employee> set = employees.keySet(); Iterator<Employee> it = set.iterator(); while(it.hasNext()){ Employee e = it.next(); System.out.print(e+"=="+employees.get(e)+","); }*/
            /*仅能获取值 Collection<String> collection = employees.values(); Iterator<String> it = collection.iterator(); while(it.hasNext()){ System.out.print(it.next()+","); }*/
            /*通过entrySet获得全部的键和值*/
            Set<Map.Entry<Employee,String>> set = employees.entrySet();
            Iterator<Map.Entry<Employee,String>> it = set.iterator();
            while(it.hasNext()){
                Map.Entry<Employee,String> entry = it.next();
                System.out.println(entry.getKey()+"=="+entry.getValue());
            }
    
        }
    }

输出结果：  
\{\[name:Tom, age:25\]=4004, \[name:Eric, age:23\]=5005, \[name:Sara, age:21\]=6666, \[name:Thia, age:23\]=3003, \[name:Mary, age:21\]=2002\}  
\[name:Tom, age:25\]==4004  
\[name:Eric, age:23\]==5005  
\[name:Sara, age:21\]==6666  
\[name:Thia, age:23\]==3003  
\[name:Mary, age:21\]==2002

> TreeMap：跟TreeSet的实现原理类似，也是基于红黑树（二叉树）实现的，会对元素的“键”进行排序存储

实现原理：底层基于红黑树实现，左小有大。既然有排序，那么就需要定义一种比较规则！  
1.如果存储的数据的“键”具有自然顺序，那么会按照“键”的自然顺序排序；  
2.如果“键”不具备自然顺序，那么“键”所在的类需要实现Comparable接口，把比较规则写在compareTo(Object o)方法上  
3.如果“键”不具备自然顺序，而且“键”所在的类也没有实现Comparable接口，那么在创建TreeMap对象的时候，就需要传入一个比较器，将规则定义在compare(Object o1,Object o2)方法内。  
*存储键—值对时，如果键发生冲突，即存储的键在容器中已经存在，那么后添加的值会覆盖前面所存储的值，简记为后来者居上！*

> HashTable：与HashMap的方法和底层实现原理是一样的，唯一的不同除了前者在JDK1.0出现，后者在JDK1.2出现，最大的区别在于HashTable是同步的，线程安全的，但是效率低；而HashMap是不同步的，线程非安全的，但是效率高。后者的出现就是为了替代HashTable，因为大部分情况下是不会发生线程安全问题，为了追求效率，大部分情况下使用即使HashMap，即使出现线程非安全问题，我们也可以通过工具类Collections中的方法来实现（具体应用见下一篇博文）

小示例：

package BasicObject.day17;
    
    import java.util.Comparator;
    import java.util.TreeMap;
    
    /** * Created by Dream on 2017/10/31. */
    class Person implements Comparable<Person>{ 
        int id;
        String name;
        public Person(int id,String name){
            this.id = id;
            this.name = name;
        }
        public String toString(){
            return "[id:"+id+","+"name:"+name+"]";
        }
    
        @Override
        /*返回值：负整数、零或正整数，根据此对象是小于、等于还是大于指定对象*/
        public int compareTo(Person o) {
            /*按照id从小到大排列*/
            return this.id - o.id;
        }
    }
    class MyComparator implements Comparator<Person>{ 
        /*随第一个参数小于、等于或大于第二个参数而分别返回负整数、零或正整数*/
        public int compare(Person p1,Person p2){
            /*按照id从大到小排列*/
            return p2.id - p1.id;
        }
    }
    public class TreeMapPrac { 
        public static void main(String[] args){
            /*存储的数据是具有自然顺序的键 TreeMap map = new TreeMap(); map.put(1,"1"); map.put(3,"3"); map.put(9,"9"); map.put(2,"2"); map.put(0,"0"); 输出结果：{0=10, 1=1, 2=2, 3=3, 9=9} */
           /*存储的键是不具备自然顺序的*/
           MyComparator comparator = new MyComparator();
            TreeMap<Person,String> map = new TreeMap<>(comparator);
            map.put(new Person(1001,"Dream"),"1001");
            map.put(new Person(4004,"Mary"),"4004");
            map.put(new Person(2002,"Amy"),"2002");
            map.put(new Person(1001,"Thia"),"6666");
            map.put(new Person(3003,"Maria"),"3003");
            System.out.println(map);
        }
    }

输出结果：  
\{\[id:4004,name:Mary\]=4004, \[id:3003,name:Maria\]=3003, \[id:2002,name:Amy\]=2002, \[id:1001,name:Dream\]=6666\}  
上述示例中即利用了实现Comparable接口，也实现了自定义的比较器，当对一个TreeMap对象同时使用时，比较器的优先级会更高一点！