Map和Set

本是古典何须时尚 2023-10-10 15:43 2阅读 0赞

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**目录**

1.搜索

1.1 概念

1.2 模型

2.Map的使用

2.1 Map说明

2.2 Map.Entry说明,v>

2.3 Map的常见方法

2.3.1 V put(K key, V value)

2.3.2 V get(Object key)

2.3.3 V getOrDefault(Object key, V defaultValue)

2.3.4 Set keySet() Collection values()

2.3.5 Set> entrySet()

3. Set的说明

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

## 1.搜索 ##

### 1.1 概念 ###

Map和Set是一种专门用于搜索的容器或者数据结构,搜索的效率与具体的实例化子类有关

> 常见的搜索方法
> 
> 1.遍历,时间复杂度是O(N),元素较多时,搜索效率很低
> 
> 2.二分查找,时间复杂度是O(![\\log\_\{2\}N][log_2_N]),但是要求搜索之前序列有序

这两种都是静态类型的查找,一般不会进行插入或者删除操作,如果在查找时进行一些插入和删除操作,那么这两种方式就不适合动态查找了.Map和Set是适合动态查找的集合容器

### 1.2 模型 ###

一般情况下把搜索的关键字称为key,和关键字对应的值称为value.合起来称为key-value键值对

分为两种模型

> 1.纯key模型
> 
> <单词>
> 
> 2.key-value模型
> 
> <单词,单词出现的次数>

> Map中存储了key-value的键值对,Set中存储了key

## 2.Map的使用 ##

### 2.1 Map说明 ###

![46012c8a36c04806a099480fc31dbb02.png][]

Map是一个接口类,该类没有继承自Collection,该类存储的是<K,V>结构的键值对,并且K是唯一的,不能重复

### 2.2 Map.Entry<K,V>说明 ###

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,,该类主要提供了<key,value>的获取,value的设置以及key的比较方式

![63af0143761a486e8cb7ba37bbbb734b.png][]

<table style="width:500px;"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>K getKey()</th> 
   <td>返回 entry 中的 key</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>V getValue()</th> 
   <td>返回 entry 中的 value</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>V setValue(V value)</th> 
   <td>将键值对中的value替换为指定value</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 2.3 Map的常见方法 ###

我们使用TreeMap实例化Map

#### 2.3.1 V put(K key, V value) ####

设置 key 对应的 value

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
            map.put("world",2);
            map.put("hello",2);
            System.out.println(map);
    
        }
    }

![1767a24d91414096b9c3777bf0ffbb41.png][]

可以看到结果是按照字母排过序的.

我们看一下源码:

![59c18c2b15674373aa132d20037be047.png][]

compare:  
![562e6e2b2078452eb2e486802b4b9b12.png][]

可以看到比较方式有两种

![86506d1b267f4e2a8cf02b9b267fb71e.png][]

在我们添加一个没有重写cmopareTo方法的对象后

![9ce826a1fec94a0c9eba3972325e4944.png][]

> 类型转换异常,当TreeMap 创建时如果有传入 Comparator ，优先按照 Comparator 的规则来排序，如果没有传入 Comparator ，就按照key的 compareTo 方法来排序。如果没传，它会认为你实现了Comparable接口，将你向上强制转换为Comparable类，所以Student类由于没有实现Comparable接口就会转换错误
> 
> String类型是有比较器的,所以直接就比较,不会检查是否实现了compareTo方法

实现了Comparable接口,重写compareTo方法后

![d2644bfee99b4ba8872f38a9fb3b43f0.png][]

![406f72de18af437caa7ce5266b4d9760.png][]

> 因此,使用TreeMap时其**key必须实现Comparable接口**或**采用自定义的比较器**，否则会抛出java.lang.ClassCastExption异常
> 
> 两种方式区别不大，一个是key实现Comparable接口，重写compareTo()方法，另一个是在TreeMap的构造函数中创建new Comparator匿名内部类，重写[compare][] 方法

#### 2.3.2 V get(Object key) ####

返回 key 对应的 value

![614051f1862d4f479195245aeef4e941.png][]

![d695466632224847afaeb3b838e16a64.png][]

get方法返回值类型是V, 用int 型变量接收

打印后

![fea546c939dc42d2a6386bf6c20fbe10.png][]

#### 2.3.3 V getOrDefault(Object key, V defaultValue) ####

返回 key 对应的 value，key 不存在，返回默认值

当获取一个不存在的key时,会出现空指针异常

![a96fe3917c044bdf88a788a5973b5c6c.png][]

![dde91350590243a89925c78ba5433a34.png][]

是因为返回null后,int接收不了,可以用Integer接收

![ce0f0d806a3b422fbad4e632b6a4dccd.png][]

使用getOrDefault()方法

![a97cbd95fb714cefacaa6b9dab6b9bf0.png][]

![5f76cebf800f4c51a33c23e4b3c13040.png][]

key 不存在，返回默认值

#### 2.3.4 Set<K> keySet() Collection<V> values() ####

> 返回所有 key 的不重复集合
> 
> 返回所有 value 的可重复集合

Set<String> set = map.keySet();
    System.out.println(set);
    Collection<Integer> collection = map.values();
    System.out.println(collection);

![6d5d00dd579a432f9ef2ae4537bb41fa.png][]

#### 2.3.5 Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() ####

返回所有的 key-value 映射关系

Map.Entry<K,V>作为Set<>的类型

看一下Entry

![e1aeb3bf92d5475395a5e922d97a5b78.png][]

Map.Entry<K,V>上文中介绍过,用来存放<key,value>键值对映射关系的内部类

![4a5b35d53bec45be94f45081ac996ec9.png][]

Set中的每一个元素都是Entry类型的

Set<Map.Entry<String,Integer>> entrySet = map.entrySet();
            for (Map.Entry<String,Integer> entry : entrySet) {
                System.out.println("key:"+entry.getKey()+" "+"value:"+entry.getValue());
    
            }

遍历得到

![e06a5818a1e847399be0263d3acad890.png][]

因此该方法能获取到集合中的key,value,该方法提供了一种遍历map的方式,foreach不能遍历map

foreach遍历必须要实现Iterable接口,但是map没有实现这个接口,因此提供该方法能更好的遍历map,取到key和value

> 注意:
> 
> 1.Map是一个接口,不能直接实例化,实例化其实现类(TreeMap或HashMap)
> 
> 2.Map中存放键值对的key是唯一的,value是可重复的
> 
> 3.Map中的key可以全部分离出来存到Set中来进行访问(key不能重复)
> 
> 4.Map中的value可以全部分离出来,放到collection的任何一个子集合中(value可能重复)
> 
> 5.Map中的值不能直接修改,value可以直接改,有setValue()方法,要修改key,那只能先删除,然后重新插入

## 3. Set的说明 ##

> Set与Map主要的不同有两点:
> 
> Set是继承自Collection的接口类
> 
> Set中只存储了Key

方法

<table style="width:685px;"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">方法</th> 
   <th style="width:369px;">说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">boolean add(E e)</th> 
   <td style="width:369px;">添加元素,重复的元素不会被添加成功</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">void clear()</th> 
   <td style="width:369px;">清空集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">boolean contains(Object o)</th> 
   <td style="width:369px;">判断o是否在集合中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">Iterator&lt;E&gt; iterator()</th> 
   <td style="width:369px;">返回迭代器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">boolean remove(Object o)</th> 
   <td style="width:369px;">删除集合中的o</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">int size()</th> 
   <td style="width:369px;">返回set中的元素的个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">boolean isEmpty()</th> 
   <td style="width:369px;"> <p>检查Set是否为空,是返回true,否则返回false</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">Object[] toArray</th> 
   <td style="width:369px;">将Set中的元素转化为数组返回</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">boolean containsAll(Collection＜？＞ ｃ)</th> 
   <td style="width:369px;">查看集合c中的元素是否都在set中,是返回true,否返回false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:314px;">boolean addAll(Collection&lt;? extends E&gt; c)</th> 
   <td style="width:369px;">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>

注意

1.Set是一个接口类,继承自Collection

![4b77055e372947168ed1551f25a79a5d.png][]

![99557bc9c4c043b491b79679752f7a78.png][]

2.Set中只存储了key,并且key一定要唯一

Set<String> set1 = new TreeSet<>();
            set1.add("hello3");
            set1.add("hello3");
            System.out.println(set1);

这时还是只打印一个,重复的key存不进去

3.Set底层是Map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

TreeSet<String> set1 = new TreeSet<>();
            set1.add("hello3");

![1e53a7f777994983a1969e863a342e1f.png][] PRESENT就是这里的Object的默认对象,因此在TreeSet中存储值,实际上是存在了TreeMap中,只是value是一个默认值

> 因为底层是Map实现的,所以,使用Map和Set的时候,传入的Key必须是可比较的,否则就会出现类型转换异常

4. Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重

我们生成十个随机数,然后对它进行去重并输出

public static void main(String[] args) {
            int[] arr = new int[10];
            Random r = new Random();
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                arr[i] = r.nextInt(5);
            }
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
            fun(arr);
        }
        public static void fun(int[] array){
            TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
            for (int i = 0; i < array.length; i++) {
                treeSet.add(array[i]);
            }
            System.out.println(treeSet);
        }

![abf7445907804170a3563563b4a1b186.png][]

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不能插入null的key,TreeMap也不能插入null的key

TreeSet不能有key为null的元素，会报NullPointerException
    public void testTreeSet(){
            TreeSet<String> set = new TreeSet<>();
            set.add(null); //Error NullPointException
        }
    
    TreeMap的put方法会调用compareTo方法，对象为null时，会报空指针错
    public void testTreeMap(){
            TreeMap<String,String> map = new TreeMap<>();
            map.put(null,null);
            Assert.assertEquals(1,map.size()); //Error NullPointException
            
        }

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[log_2_N]: https://latex.csdn.net/eq?%5Clog_%7B2%7DN
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[d2644bfee99b4ba8872f38a9fb3b43f0.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d2644bfee99b4ba8872f38a9fb3b43f0.png
[406f72de18af437caa7ce5266b4d9760.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/406f72de18af437caa7ce5266b4d9760.png
[compare]: https://so.csdn.net/so/search?q=compare&spm=1001.2101.3001.7020
[614051f1862d4f479195245aeef4e941.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/614051f1862d4f479195245aeef4e941.png
[d695466632224847afaeb3b838e16a64.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d695466632224847afaeb3b838e16a64.png
[fea546c939dc42d2a6386bf6c20fbe10.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/fea546c939dc42d2a6386bf6c20fbe10.png
[a96fe3917c044bdf88a788a5973b5c6c.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/a96fe3917c044bdf88a788a5973b5c6c.png
[dde91350590243a89925c78ba5433a34.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/dde91350590243a89925c78ba5433a34.png
[ce0f0d806a3b422fbad4e632b6a4dccd.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ce0f0d806a3b422fbad4e632b6a4dccd.png
[a97cbd95fb714cefacaa6b9dab6b9bf0.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/a97cbd95fb714cefacaa6b9dab6b9bf0.png
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[e1aeb3bf92d5475395a5e922d97a5b78.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e1aeb3bf92d5475395a5e922d97a5b78.png
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[e06a5818a1e847399be0263d3acad890.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e06a5818a1e847399be0263d3acad890.png
[4b77055e372947168ed1551f25a79a5d.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/4b77055e372947168ed1551f25a79a5d.png
[99557bc9c4c043b491b79679752f7a78.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/99557bc9c4c043b491b79679752f7a78.png
[1e53a7f777994983a1969e863a342e1f.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/1e53a7f777994983a1969e863a342e1f.png
[abf7445907804170a3563563b4a1b186.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/abf7445907804170a3563563b4a1b186.png