Java基础之集合Map

在java.util包中的集合类包含了除List之外还有另一套常用集合类:Map。

Map提供了一个更通用的元素存储方法，那就是“键值对”存储。

元素对（称作“键”和“值”），其中每个键映射到一个值。

如果说数组或者集合中的某一个值是通过下标来获取，那么Map中的值就是通过对应的键来获取。

比如我们有一个要暂存一个名字是张三的数据，Map就可以供我们设置键是name，值是张三:Map<"name", "张三">

Map<K,V>接口

首先也是看根接口:Map<K,V>接口，这里的K就是key键，V就是value值。Map<K,V>接口中定义了通用的存(put)取(get)方法，还有一些判空isEmpty、移除键值对remove、清空clear等等。

抽象类AbstractMap<K,V>实现了Map<K,V>接口，我们也可以通过继承AbstractMap<K,V>抽象类来实现自己的Map。

Java内部提供了一些Map实现:

• HashMap:基于哈希表的Map接口实现。允许使用null键和null值。不保证映射的顺序；特别是它不保证顺序会随着时间的推移保持不变。最常用的Map,它根据键的HashCode 值存储数据,根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。

代码示例:

// 创建一个HashMapMap<String, Integer>map=newHashMap<>();// 添加键值对map.put("One",1);map.put("Two",2);map.put("Three",3);// 访问键值对intvalue =map.get("Two");// 返回2System.out.println("Value of 'Two': "+ value);// 检查是否包含键或值boolean containsKey =map.containsKey("One");// 返回trueboolean containsValue =map.containsValue(3);// 返回trueSystem.out.println("Contains key 'One': "+ containsKey);System.out.println("Contains value 3: "+ containsValue);// 获取所有键的集合Set<String> keys =map.keySet();System.out.println("Keys: "+ keys);// 获取所有值的集合Collection<Integer> values =map.values();System.out.println("Values: "+ values);// 获取所有键值对的集合Set<Map.Entry<String, Integer>> entries =map.entrySet();for(Map.Entry<String, Integer> entry : entries) {System.out.println("Key: "+ entry.getKey() +", Value: "+ entry.getValue());}// 删除一个键值对intremovedValue =map.remove("One");// 返回1System.out.println("Removed value: "+ removedValue);// 替换一个键值对map.replace("Two",22);System.out.println("Map after replacement: "+map);// 如果键不存在，则添加键值对map.putIfAbsent("Four",4);System.out.println("Map after putIfAbsent: "+map);// 获取键对应的值，如果键不存在，则返回默认值intdefaultValue =map.getOrDefault("Five",5);System.out.println("Default value for 'Five': "+ defaultValue);// 检查Map是否为空boolean isEmpty =map.isEmpty();System.out.println("Is map empty? "+ isEmpty);// 获取Map的大小intsize =map.size();System.out.println("Size of map: "+ size);// 清空Mapmap.clear();System.out.println("Map after clear: "+map);

• Hashtable:类似于HashMap，但是它是同步的。不允许使用null键或null值。现在已经被ConcurrentHashMap替代，因为后者提供了更好的并发性能。

代码示例:

// HashtableMap<String, Integer> hashtable =newHashtable<>();hashtable.put("Two",2);System.out.println("Hashtable: "+ hashtable);

• Properties:用于处理属性文件。键和值都是字符串。项目中的配置文件一般就是这个。

代码示例:

// PropertiesProperties properties =newProperties();properties.setProperty("Three","3");System.out.println("Properties: "+ properties);

• LinkedHashMap:继承自HashMap，维护了插入的顺序。

代码示例:

// LinkedHashMapMap<String, Integer> linkedHashMap =newLinkedHashMap<>();linkedHashMap.put("Four",4);System.out.println("LinkedHashMap: "+ linkedHashMap);

• IdentityHashMap:使用==而不是equals来比较键。主要用于需要保持键的身份信息的情况。

代码示例:

// IdentityHashMapMap<String, Integer> identityHashMap =newIdentityHashMap<>();identityHashMap.put(newString("Five"),5);System.out.println("IdentityHashMap: "+ identityHashMap);

• TreeMap:基于红黑树的实现，实现了SortedMap接口。可以确保键的顺序。能够把它保存的记录根据键(key)排序,默认是按升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator 遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。TreeMap不允许key的值为null。非同步的。

代码示例:

// TreeMapMap<String, Integer> treeMap =newTreeMap<>();treeMap.put("Six",6);System.out.println("TreeMap: "+ treeMap);

• WeakHashMap:允许键对象被垃圾回收器回收。主要用于缓存实现。

代码示例:

// WeakHashMapMap<String, Integer> weakHashMap =newWeakHashMap<>();weakHashMap.put("Seven",7);System.out.println("WeakHashMap: "+ weakHashMap);

• ConcurrentHashMap:支持高并发性的哈希表实现。允许多个线程并发访问，并且是线程安全的。

代码示例:

// ConcurrentHashMapMap<String, Integer> concurrentHashMap =newConcurrentHashMap<>();concurrentHashMap.put("Eight",8);System.out.println("ConcurrentHashMap: "+ concurrentHashMap);

• EnumMap:键必须是枚举类型。它的性能比传统的HashMap要高，因为它是针对枚举类型优化的。

代码示例:

// EnumMapMap<Day,String> enumMap = newEnumMap<>(Day.class);enumMap.put(Day.MONDAY,"Monday");System.out.println("EnumMap: "+ enumMap); enumDay{MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY}

• SortedMap:接口，不是实现，但是可以用于创建排序的映射。

// SortedMap 示例SortedMap<String, Integer> sortedMap =newTreeMap<>();sortedMap.put("Three",3);sortedMap.put("One",1);sortedMap.put("Two",2);// 按顺序遍历SortedMapSystem.out.println("SortedMap:");for(Map.Entry<String, Integer> entry : sortedMap.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() +": "+ entry.getValue());}

• NavigableMap:扩展了SortedMap，提供了更多的导航方法。如headMap、tailMap和subMap，这些方法允许我们获取映射的子集。

// NavigableMap 示例NavigableMap<String, Integer> navigableMap =newTreeMap<>(sortedMap);// 使用headMap返回小于指定键的子映射NavigableMap<String, Integer> headMap = navigableMap.headMap("Two",true);System.out.println("HeadMap (<= 'Two'): "+ headMap);// 使用tailMap返回大于等于指定键的子映射NavigableMap<String, Integer> tailMap = navigableMap.tailMap("Two");System.out.println("TailMap (>= 'Two'): "+ tailMap);// 使用subMap返回指定范围内的子映射NavigableMap<String, Integer> subMap = navigableMap.subMap("One",false,"Three",true);System.out.println("SubMap ('One', 'Three'): "+ subMap);// 获取第一个键和对应的值Map.Entry<String, Integer> firstEntry = navigableMap.firstEntry();System.out.println("First Entry: "+ firstEntry.getKey() +": "+ firstEntry.getValue());// 获取最后一个键和对应的值Map.Entry<String, Integer> lastEntry = navigableMap.lastEntry();System.out.println("Last Entry: "+ lastEntry.getKey() +": "+ lastEntry.getValue());

自定义Map实现:

AbstractMap提供了Map接口的基本实现，以减少实现Map接口的工作量。可以用来创建自定义Map实现

示例:

classCustomMapextendsAbstractMap<String, Integer> {privateMap<String, Integer> innerMap =newHashMap<>();@OverridepublicSet<Entry<String, Integer>> entrySet() {returninnerMap.entrySet();} publicvoidputCustom(Stringkey, Integer value) {innerMap.put(key, value);}}CustomMap customMap =newCustomMap();customMap.putCustom("One",1);customMap.putCustom("Two",2);System.out.println("CustomMap: "+ customMap);

最常用的就是HashMap和SetMap，其他的了解即可。

几种遍历方法:

for遍历:

上面示例已经有过，可以使用keySet()方法来获取所有key列表，然后通过get(key)来获取对应的值，以实现遍历当前Map:

// 使用keySet()遍历for(Stringkey :map.keySet()) {System.out.println(key +" ："+map.get(key));}// 使用entrySet()遍历for(Map.Entry<String,String> entry :map.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() +" ："+ entry.getValue());}

迭代器遍历:

// 使用keySet()遍历Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();while(iterator.hasNext()) {Stringkey = iterator.next();System.out.println(key +" ："+ map.get(key));}// 使用entrySet()遍历Iterator<Map.Entry<String,String>> iterator = map.entrySet().iterator();while(iterator.hasNext()) {Map.Entry<String,String> entry = iterator.next();System.out.println(entry.getKey() +" ："+ entry.getValue());}

遍历性能速度:

entrySet遍历的速度要比keySet快

迭代器的遍历速度要比增强for循环快， 增强for循环使用方便，但不适合处理超大量级的数据。

END