Java学习之Map集合

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Map 是一个接口,没有继承Collection接口,是一种把键对象和值对象映射的集合,它的每一个元素都包含一对键对象和值对象,只要给出键对象,就会返回对应的值对象,该接口描述了从不重复的键到值的映射。

Map的实现类通常在 java.util 程序包中实现,通常我们要实例化一个Map时,可以采取以下方式:

public static void main(String[] args) {
        ////Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor,以调整容器的性能。
        Map map = new HashMap();
        
        //类似于HashMap,但是迭代遍历它时,取得“键值对”的顺序是其插入次序,或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一点。而在迭代访问时发而更快,因为它使用链表维护内部次序。
        Map map2 = new LinkedHashMap();
        
        //底层是二叉树数据结构,线程不同步,可用于给Map集合中的键进行排序。
        Map map3 = new TreeMap();
        
        //Hashtable是线程安全的,它的方法都加了synchronized修饰符
        Map map4 = new Hashtable();
        
        //ConcurrentHashMap通常只被看做并发效率更高的Map,用来替换其他线程安全的Map容器,比如Hashtable和Collections.synchronizedMap。
        Map map5 = new ConcurrentHashMap();

                //还有其他的实现类......
}

而我们在日常中最多使用的实现类是HashMap,本文的DEMO也主要以HashMap来实现。
HashMap是最常用的Map类,是线程不同步的,它的底层数据结构是数组+链表的形式,根据键的HashCode计算存储位置,存储键值对,可以根据键获取对应值。具有很快的访问速度,但是是无序的,允许key和value为null。键(key)必须是唯一,相同就覆盖
添加元素:

public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put("hello", "world");
}

通过put方法添加元素,该方法第一个参数为键(key),第二个参数为值(value),如果有相同的键,新增的将覆盖原来的。
当put时会先根据 key 的hashCode 重新计算 hash 值,根据 hash 值得到这个元素在数组中的位置(即下标),如果数组该位置上已经存放有其他元素了,那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放,新加入的放在链头,最先加入的放在链尾。
如果数组该位置上没有元素,就直接将该元素放到此数组中的该位置上。
获取元素:

public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put("hello", "world");
        
        map.get("hello");
}

通过get方法获取元素,该方法通过键来获取对应的值,如果key不存在将放回null。
与List集合一样,Map集合也可以循环操作,而在日常编程中也经常需要对Map进行循环,这里给出几种常用的循环方式:

public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put("hello", "world");
        map.put("hello2", "world2");
        
        //遍历map中的值 
        for (Object value : map.values()) { 
          System.out.println("Value = " + value); 
        }
        System.out.println("================分割线================");
        //通过键找值遍历
        for (Object entry : map.keySet()) { 
            System.out.println("Key = " + entry + ", Value = " + map.get(entry));
        }
        System.out.println("================分割线================");
        //使用迭代器
        Iterator entries = map.entrySet().iterator(); 
        while (entries.hasNext()) { 
          Map.Entry entry = (Map.Entry) entries.next(); 
          Object key = entry.getKey(); 
          Object value = entry.getValue(); 
          System.out.println("Key = " + key + ", Value = " + value); 
        }
}

HashMap的默认初始容量为16,负载因子为 0.75 的 HashMap,当然你也可以在new的时候自己指定初始容量。
总结:
简单地说,HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理,这个整体就是一个 Entry 对象。

HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 key-value 对,当需要存储一个 Entry 对象时,会根据 hash 算法来决定其在数组中的存储位置,在根据 equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置;当需要取出一个 Entry 时,也会根据 hash算法找到其在数组中的存储位置,再根据 equals 方法从该位置上的链表中取出该 Entry。

常用方法:
put:添加元素
remove:删除元素
size:返回集合长度
clear:删除map中的所有键值对
isEmpty:判断map是否为空
get:返回指定Key所对应的value,不存在则返回null
cotainsKey:判断Map中是否包含指定的Key
containsValue:判断Map中是否包含指定的Value

还有很多方法就不一 一列出来了,有兴趣的同学可以去找API学习。
Map与List的区别:
List(列表):继承Collection接口,以线性方式存储,可以存放重复对象,有序,可重复
Map(键值对映射):把键对象和值对象映射的集合,它的每一个元素都包含一个键对象和值对象,无序,不可重复(重复的key将会覆盖),允许null。

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