集合框架（3）Map

Map接口

现实生活与开发中，我们常会看到这样的一类集合：用户ID与账户信息、学生姓名与考试成绩、IP地址与主机名等，这种一一对应的关系，就称作映射。Java提供了专门的集合框架用来存储这种映射关系的对象，即java.util.Map接口。

1、 Map接口概述

  • Map与Collection并列存在。Map用于保存具有映射关系的数据：key-value
    • Collection集合称为单列集合，元素是孤立存在的（理解为单身）。
    • Map集合称为双列集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。
  • Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据。但常用String类作为Map的“键”（key）。
  • Map接口的常用实现类：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap和Properties。其中，HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。

1.1 Map中key-value特点

这里主要以HashMap为例说明。HashMap中存储的key、value的特点如下：

  • Map 中的 key以哈希值排列，无序、不允许重复。所有的key构成一个Set集合，即key所在的类，须重写hashCode()和equals()方法
  • Map中的value与key一一对应，无序、允许重复。所有的value构成一个Collection集合，即value所在的类需要重新equals()方法。
  • key与value一一对应，就构成了一个个entry，所有的entry构成了一个Set集合。
  • key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到唯一的、确定的 value，不同key对应的value可以重复。value所在的类要重写equals()方法。
  • key和value构成一个entry。所有的entry彼此之间是无序的、不可重复的。
1.2  Map接口的常用方法
  • 添加、修改操作：
    • Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
    • void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
  • 删除操作：
    • Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
    • void clear()：清空当前map中的所有数据
@Test
public void test1(){HashMap hashMap = new HashMap();hashMap.put("Dit",9999);hashMap.put("Qum",18);hashMap.put("99",99);hashMap.put(new Person("Flank",24),"disguise");System.out.println(hashMap);hashMap.remove("99");//移除指定的key-value对System.out.println(hashMap);Object oldVlue = hashMap.put("Qum",20);//因为key值已经存在，所以此处的put方法用于替换已经存在的value值，此时返回Object类的value值，进行接收。System.out.println(oldVlue);//18System.out.println(hashMap);
}
  • 元素查询的操作：
    • Object get(Object key)：获取指定key对应的value
    • boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
    • boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
    • int size()：返回map中key-value对的个数
    • boolean isEmpty()：判断当前map是否为空
    • boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等
  • 元视图操作的方法：
    • Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
    • Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
    • Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合

Map的主要实现类：HashMap

（1）HashMap概述

  • HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。
  • HashMap是线程不安全的。允许添加 null 键和 null 值。
  • 存储数据采用的哈希表结构，底层使用一维数组+单向链表+红黑树进行key-value数据的存储。与HashSet一样，元素的存取顺序不能保证一致。
  • HashMap 判断两个key相等的标准是：两个 key 的hashCode值相等，通过 equals() 方法返回 true。
  • HashMap 判断两个value相等的标准是：两个 value 通过 equals() 方法返回 true。

@Test
public void test1(){
    Map map = new HashMap();//HashMap中，key键和value值都可以输入成null

    map.put(null,null);
    System.out.println(map);
}

HashMap集合的遍历方法：

（1） 调用keySet()，建立Set集合，使用迭代器/foreach循环。

Set keySet = hashMap.keySet();//调用hashMap的keySet方法，建立Set集合。
Iterator iterator = keySet.iterator();//利用Set集合的iterator迭代器进行遍历。
while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());
}

（2）调用values(),建立Colletion集合，使用迭代器/foreach循环。

//调用hashMap的values方法，建立Collection集合。
Collection values = hashMap.values();
//使用foreach循环，输出values集合的对象值。
for (Object obj : values){System.out.println(obj);
}

（3）调用entrySet(),建立Set集合，使用迭代器（需要通过Map接口使用entry接口，写作Map.entry）/foreach循环

//调用entrySet方法，建议Set集合，调用迭代器进行遍历。
Set entrySet = hashMap.entrySet();
Iterator iterator = entrySet.iterator();
while (iterator.hasNext()){Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator.next();//因为Entry是Map的内部接口，必须通过Map进行调用。//又因为iterator的返回值是Object类，要想使用entry接口中的方法，必须进行强转。System.out.println(entry.getKey()+"-----"+entry.getValue());//调用实现Map.Entry的entry实例中的getkey与getvalue方法
}

（2） Map实现类之二：LinkedHashMap

  • LinkedHashMap 是 HashMap 的子类
  • 存储数据采用的哈希表结构+链表结构，在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加元素的先后顺序，可以保证遍历元素时，与添加的顺序一致。
  • 通过哈希表结构可以保证键的唯一、不重复，需要键所在类重写hashCode()方法、equals()方法。
  • 频繁遍历时可以选择使用LinkedHashMap

（3）Map实现类之三：TreeMap

  • TreeMap存储 key-value 对时，需要根据 key-value 对进行排序。TreeMap 可以保证所有的 key-value 对处于有序状态。
  • TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
  • TreeMap 的 Key 的排序：
    • 自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException
@Test
public void test1(){TreeMap map = new TreeMap();map.put("QQ","adorable");map.put("hj","silly");map.put("hihi","yeye");map.put("haha","with you");//key必须是同一个类，value可以不同类。//如果key不同类，则报ClassCastExceptionSet entrySet = map.entrySet();for (Object obj:entrySet){System.out.println(obj);}
}
    • 定制排序：创建 TreeMap 时，构造器传入一个 Comparator 对象，该对象负责对 TreeMap 中的所有 key 进行排序。此时不需要 Map 的 Key 实现 Comparable 接口
  • TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。TreeMap中不再依赖于HashMap()与equals()方法检验key键的相等。
@Test
public void test2(){Comparator comparator = new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {if (o1 instanceof Person && o2 instanceof Person){Person P1 = (Person) o1;Person P2 = (Person) o2;int value = P1.getName().compareTo(P2.getName());if (value!=0){return value;}return P1.getAge()- P2.getAge();}throw new RuntimeException("类型不匹配");}};Person p1 = new Person("Qum",18);Person p2 = new Person("Dit",1024);TreeMap treeMap = new TreeMap(comparator);treeMap.put(p1,"miss");treeMap.put(p2,"alone");Set entrySet = treeMap.entrySet();Iterator iterator = entrySet.iterator();while (iterator.hasNext()){Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator.next();System.out.println(entry.getKey()+"----"+entry.getValue());}
}

（4）Map实现类之四：Hashtable

  • Hashtable是Map接口的古老实现类，JDK1.0就提供了。不同于HashMap，Hashtable是线程安全的。
  • Hashtable实现原理和HashMap相同，功能相同。底层都使用哈希表结构（数组+单向链表），查询速度快。
  • 与HashMap一样，Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序
  • Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致。
  • 与HashMap不同，Hashtable 不允许使用 null 作为 key 或 value。

面试题：Hashtable和HashMap的区别

HashMap:底层是一个哈希表（jdk7:数组+链表;jdk8:数组+链表+红黑树）,是一个线程不安全的集合,执行效率高
Hashtable:底层也是一个哈希表（数组+链表）,是一个线程安全的集合,执行效率低

HashMap集合:可以存储null的键、null的值
Hashtable集合：不能存储null的键、null的值

Hashtable和Vector集合一样,在jdk1.2版本之后被更先进的集合(HashMap,ArrayList)取代了。所以HashMap是Map的主要实现类，Hashtable是Map的古老实现类。

Hashtable的子类Properties（配置文件）依然活跃在历史舞台
Properties集合是一个唯一和IO流相结合的集合

（5）Map实现类之五：Properties

  • Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件
  • 由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型，所以 Properties 中要求 key 和 value 都是字符串类型
name=Qum
password=withDit

file中的keyvalue，一般不加入空格，因为无法区分空格是否属于字符串。

  • 存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法
@Test
public void test1()throws FileNotFoundException, IOException {File file = new File("info.properties");//System.out.println(file.getAbsolutePath());，寻找路径，在相应的module建立fileFileInputStream fls = new FileInputStream(file);//创建流,需要关闭资源Properties pros = new Properties();pros.load(fls);//加载文件中的数据String name = pros.getProperty("name");String password = pros.getProperty("password");System.out.println(name+password);fls.close();
}

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