Map与Set总结：HashMap、HashSet、TreeMap、TreeSet

以你之姓@ 2023-09-28 23:25 17阅读 0赞

> **今天总结一下Map和Set的相关知识点。**

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集合的继承关系图：  
![在这里插入图片描述][fdad6b58534642cfa59391d40dc6a7ad.png]

> **上图可知，Map类与Set类的继承关系是很类似的。**

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### Map： ###

> **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。**

#### Map常用方法： ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>解释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>V get(Object key)</td> 
   <td>返回 key 对应的 value</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>V getOrDefault(Object key, V defaultValue)</td> 
   <td>返回 key 对应的 value，key 不存在，返回默认值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>V put(K key, V value)</td> 
   <td>设置 key 对应的 value</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>V remove(Object key)</td> 
   <td>删除 key 对应的映射关系</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Set&lt; K &gt; keySet()</td> 
   <td>返回所有 key 的不重复集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Collection&lt; V &gt; values()</td> 
   <td>返回所有 value 的可重复集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Set&lt;Map.Entry&lt;K, V&gt;&gt; entrySet()</td> 
   <td>返回所有的 key-value 映射关系</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean containsKey(Object key)</td> 
   <td>判断是否包含 key</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean containsValue(Object value)</td> 
   <td>判断是否包含 value</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 使用Map的注意事项： ####

> **1. 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。  
> 2. Map中存放键值对的Key是唯一的，value是可以重复的。  
> 3. 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)。  
> 4. 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)。  
> 5. 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，然再来进行重新插入。**

#### Map实现类的区别： ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>HashMap</th> 
   <th>TreeMap</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>底层结构</td> 
   <td>哈希桶</td> 
   <td>红黑树</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>插入/删除/查找时间复杂度</td> 
   <td>O(1)</td> 
   <td>O(log n)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>是否有序</td> 
   <td>无序</td> 
   <td>关于Key有序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>线程安全</td> 
   <td>不安全</td> 
   <td>不安全</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>插入/删除/查找区别</td> 
   <td>通过哈希函数计算哈希地址</td> 
   <td>需要进行元素比较</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>比较与覆写</td> 
   <td>自定义类型需要覆写equals和hashCode方法</td> 
   <td>key必须能够比较，否则会抛出ClassCastException异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>应用场景</td> 
   <td>Key是否有序不关心，需要更高的时间性能</td> 
   <td>需要Key有序场景下</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

--------------------

### Set： ###

> **Set是继承自Collection的接口类，Set中只存储了Key。**

#### Set常用方法： ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>解释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>boolean add(E e)</td> 
   <td>添加元素，但重复元素不会被添加成功</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void clear()</td> 
   <td>清空集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean contains(Object o)</td> 
   <td>判断 o 是否在集合中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Iterator&lt; E &gt; iterator()</td> 
   <td>返回迭代器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean remove(Object o)</td> 
   <td>删除集合中的 o</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int size()</td> 
   <td>返回set中元素的个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean isEmpty()</td> 
   <td>检测set是否为空，空返回true，否则返回false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Object[] toArray()</td> 
   <td>将set中的元素转换为数组返回</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean containsAll(Collection&lt;?&gt; c)</td> 
   <td>集合c中的元素是否在set中全部存在，是返回true，否则返回false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean addAll(Collection&lt;? extends E&gt; c)</td> 
   <td>将集合c中的元素添加到set中，可以达到去重的效果</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 使用Set的注意事项： ####

> **1. Set是继承自Collection的一个接口类。  
> 2. Set中只存储了key，并且要求key一定要唯一。  
> 3. Set的底层是使用Map来实现的，其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的。  
> 4. Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重。  
> 5. 实现Set接口的常用类有TreeSet和HashSet，还有一个LinkedHashSet，LinkedHashSet是在HashSet的基础上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序。  
> 6. Set中的Key不能修改，如果要修改，先将原来的删除掉，然后再重新插入。  
> 7. Set中不能插入null的key。**

#### Set实现类的区别： ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>HashSet</th> 
   <th>TreeSet</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>底层结构</td> 
   <td>哈希桶</td> 
   <td>红黑树</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>插入/删除/查找时间复杂度</td> 
   <td>O(1)</td> 
   <td>O(log n)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>是否有序</td> 
   <td>无序</td> 
   <td>关于Key有序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>线程安全</td> 
   <td>不安全</td> 
   <td>不安全</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>插入/删除/查找区别</td> 
   <td>先计算key的哈希地址，然后进行插入删除</td> 
   <td>按照红黑树的特性来进行插入和删除</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>比较与覆写</td> 
   <td>自定义类型需要覆写equals和hashCode方法</td> 
   <td>key必须能够比较，否则会抛出ClassCastException异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>应用场景</td> 
   <td>Key是否有序不关心，需要更高的时间性能</td> 
   <td>需要Key有序场景下</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

--------------------

> **关于面试常问的：为什么重写equals还要重写hashcode？可以去看看这篇文章，我觉得它已经写的非常详细了 -> [面试官：重写 equals 时为什么一定要重写 hashCode？][equals _ hashCode]**

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[equals _ hashCode]: https://cloud.tencent.com/developer/article/1910930