Java Map集合的详解

Posted 2023-03-15 王俊凯夫人

一，Map

先说一下Map吧~

如果程序中存储了几百万个学生，而且经常需要使用学号来搜索某个学生，那么这个需求有效的数据结构就是Map。

Map是一种依照键（key）存储元素的容器，键（key）很像下标，在List中下标是整数。在Map中键（key）可以使任意类型的对象。Map中不能有重复的键（Key），每个键（key）都有一个对应的值（value）。

一个键（key）和它对应的值构成map集合中的一个元素。

Map中的元素是两个对象，一个对象作为键，一个对象作为值。键不可以重复，但是值可以重复。

看顶层共性方法找子类特有对象.

Map与Collection在集合框架中属并列存在

Map存储的是键值对

Map存储元素使用put方法，Collection使用add方法

Map集合没有直接取出元素的方法，而是先转成Set集合，在通过迭代获取元素

Map集合中键要保证唯一性

也就是Collection是单列集合, Map 是双列集合。

总结: 

Map一次存一对元素, Collection 一次存一个。Map 的键不能重复，保证唯一。

Map 一次存入一对元素,是以键值对的形式存在.键与值存在映射关系.一定要保证键的唯一性.

查看api文档:

interface Map<K,V>

K - 此映射所维护的键的类型

V - 映射值的类型

概念

将键映射到值的对象。一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。

特点

Key和Value是1对1的关系，如：门牌号 ：家  老公:老婆

双列集合

Map学习体系：
 ---| Map  接口    将键映射到值的对象。一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。
			---| HashMap  采用哈希表实现，所以无序
            ---| TreeMap   可以对健进行排序

---|Hashtable:
底层是哈希表数据结构，线程是同步的，不可以存入null键，null值。
效率较低，被HashMap 替代。
---|HashMap:
底层是哈希表数据结构，线程是不同步的，可以存入null键，null值。
要保证键的唯一性，需要覆盖hashCode方法，和equals方法。
---| LinkedHashMap：
该子类基于哈希表又融入了链表。可以Map集合进行增删提高效率。
---|TreeMap:
底层是二叉树数据结构。可以对map集合中的键进行排序。需要使用Comparable或者Comparator 进行比较排序。return 0，来判断键的唯一性。

常见方法

1、添加：
	1、V put(K key, V value)    （可以相同的key值，但是添加的value值会覆
盖前面的，返回值是前一个，如果没有就返回null）                                          
	2、putAll(Map<? extends K,? extends V> m)  从指定映射中将所有映射关
系复制到此映射中（可选操作）。
2、删除
	1、remove()    删除关联对象，指定key对象
	2、clear()     清空集合对象
3、获取
     1：value get(key); 可以用于判断键是否存在的情况。当指定的键不存在的时候，返
回的是null。

3、判断：
	1、boolean isEmpty()   长度为0返回true否则false
    2、boolean containsKey(Object key)  判断集合中是否包含指定的key
3、boolean containsValue(Object value)  判断集合中是否包含指定的value
4、长度：
Int size（）

添加：

该案例使用了HashMap，建立了学生姓名和年龄之间的映射关系。并试图添加重复的键。

public class Demo1 
	public static void main(String[] args) 
		// 定义一个Map的容器对象
		Map<String, Integer > map1 = new HashMap<String, Integer >();
		map1.put("jack", 20);
		map1.put("rose", 18);
		map1.put("lucy", 17);
		map1.put("java", 25);
		System.out.println(map1);
		// 添加重复的键值（值不同）,会返回集合中原有（重复键）的值，		 System.out.println(map1.put("jack", 30)); //20
		       
		Map<String, Integer> map2 = new HashMap<String, Integer>();
		map2.put("张三丰", 100);
		map2.put("虚竹", 20);
		System.out.println("map2:" + map2);
// 从指定映射中将所有映射关系复制到此映射中。
		map1.putAll(map2);
		System.out.println("map1:" + map1);
         //
	

删除:

// 删除：
		// remove() 删除关联对象，指定key对象
		// clear() 清空集合对象

		Map<String, Integer> map1 = new HashMap<String, Integer>();
		map1.put("jack", 20);
		map1.put("rose", 18);
		map1.put("lucy", 17);
		map1.put("java", 25);
		System.out.println(map1);				
// 指定key，返回删除的键值对映射的值。
		System.out.println("value:" + map1.remove("java"));
		map1.clear();
		System.out.println("map1:" + map1);

获取:

// 获取：
		// V get(Object key) 通过指定的key对象获取value对象
		// int size() 获取容器的大小
		Map<String, Integer> map1 = new HashMap<String, Integer>();
		map1.put("jack", 20);
		map1.put("rose", 18);
		map1.put("lucy", 17);
		map1.put("java", 25);
		System.out.println(map1);
		// V get(Object key) 通过指定的key对象获取value对象
		// int size() 获取容器的大小
		System.out.println("value:" + map1.get("jack"));
		System.out.println("map.size:" + map1.size());

判断:

// 判断：
		// boolean isEmpty() 长度为0返回true否则false
		// boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的key
		// boolean containsValue(Object value)

		Map<String, Integer> map1 = new HashMap<String, Integer>();
		map1.put("jack", 20);
		map1.put("rose", 18);
		map1.put("lucy", 17);
		map1.put("java", 25);
		System.out.println(map1);
		System.out.println("isEmpty:" + map1.isEmpty());
		System.out.println("containskey:" + map1.containsKey("jack"));
		System.out.println("containsvalues:" + map1.containsValue(100));

遍历Map的方式：

1、将map 集合中所有的键取出存入set集合。
		Set<K> keySet()   返回所有的key对象的Set集合
                             再通过get方法获取键对应的值。
2、 values() ，获取所有的值.
		Collection<V> values()不能获取到key对象
3、 Map.Entry对象  推荐使用   重点
		Set<Map.Entry<k,v>> entrySet()
将map 集合中的键值映射关系打包成一个对象
Map.Entry对象通过Map.Entry 对象的getKey，
getValue获取其键和值。

第一种方式:使用keySet

将Map转成Set集合（keySet()），通过Set的迭代器取出Set集合中的每一个元素（Iterator）就是Map集合中的所有的键，再通过get方法获取键对应的值。

public class Demo2 
	public static void main(String[] args) 
		Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
		map.put(1, "aaaa");
		map.put(2, "bbbb");
		map.put(3, "cccc");
		System.out.println(map);

		//
		// 获取方法：
		// 第一种方式: 使用keySet
		// 需要分别获取key和value，没有面向对象的思想
		// Set<K> keySet() 返回所有的key对象的Set集合

		Set<Integer> ks = map.keySet();
		Iterator<Integer> it = ks.iterator();
		while (it.hasNext()) 
			Integer key = it.next();
			String value = map.get(key);
			System.out.println("key=" + key + " value=" + value);
		
	

第二种方式: 通过values 获取所有值,不能获取到key对象

public static void main(String[] args) 
		Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
		map.put(1, "aaaa");
		map.put(2, "bbbb");
		map.put(3, "cccc");
		System.out.println(map);
// 第二种方式：
		// 通过values 获取所有值,不能获取到key对象
		// Collection<V> values()

		Collection<String> vs = map.values();
		Iterator<String> it = vs.iterator();
		while (it.hasNext()) 
			String value = it.next();
			System.out.println(" value=" + value);
		

第三种方式: Map.Entry

public static interface Map.Entry<K,V>

通过Map中的entrySet()方法获取存放Map.Entry<K,V>对象的Set集合。

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

面向对象的思想将map集合中的键和值映射关系打包为一个对象，就是Map.Entry

，将该对象存入Set集合，Map.Entry是一个对象，那么该对象具备的getKey，getValue获得键和值。

public static void main(String[] args) 
		Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
		map.put(1, "aaaa");
		map.put(2, "bbbb");
		map.put(3, "cccc");
		System.out.println(map);
		// 第三种方式： Map.Entry对象 推荐使用 重点
		// Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
		

		// 返回的Map.Entry对象的Set集合 Map.Entry包含了key和value对象
		Set<Map.Entry<Integer, String>> es = map.entrySet();

		Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = es.iterator();

		while (it.hasNext()) 
			
			// 返回的是封装了key和value对象的Map.Entry对象
			Map.Entry<Integer, String> en = it.next();

			// 获取Map.Entry对象中封装的key和value对象
			Integer key = en.getKey();
			String value = en.getValue();

			System.out.println("key=" + key + " value=" + value);
		
	

二，HashMap

底层是哈希表数据结构，线程是不同步的，可以存入null键，null值。要保证键的唯一性，需要覆盖hashCode方法，和equals方法。

案例：自定义对象作为Map的键。

public class Demo3 
	public static void main(String[] args) 
		HashMap<Person, String> hm = new HashMap<Person, String>();
		hm.put(new Person("jack", 20), "1001");
		hm.put(new Person("rose", 18), "1002");
		hm.put(new Person("lucy", 19), "1003");
		hm.put(new Person("hmm", 17), "1004");
		hm.put(new Person("ll", 25), "1005");
		System.out.println(hm);
		System.out.println(hm.put(new Person("rose", 18), "1006"));

		Set<Entry<Person, String>> entrySet = hm.entrySet();
		Iterator<Entry<Person, String>> it = entrySet.iterator();
		while (it.hasNext()) 
			Entry<Person, String> next = it.next();
			Person key = next.getKey();
			String value = next.getValue();
			System.out.println(key + " = " + value);
		
	


class Person 
	private String name;
	private int age;

	Person() 

	

	public Person(String name, int age) 

		this.name = name;
		this.age = age;
	

	public String getName() 
		return name;
	

	public void setName(String name) 
		this.name = name;
	

	public int getAge() 
		return age;
	

	public void setAge(int age) 
		this.age = age;
	

	@Override
	public int hashCode() 

		return this.name.hashCode() + age * 37;
	

	@Override
	public boolean equals(Object obj) 
		if (obj instanceof Person) 
			Person p = (Person) obj;
			return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
		 else 
			return false;
		
	

	@Override
	public String toString() 

		return "Person@name:" + this.name + " age:" + this.age;
	

三，TreeMap

TreeMap的排序，TreeMap可以对集合中的键进行排序。如何实现键的排序？

方式一：元素自身具备比较性

和TreeSet一样原理，需要让存储在键位置的对象实现Comparable接口，重写compareTo方法，也就是让元素自身具备比较性，这种方式叫做元素的自然排序也叫做默认排序。

方式二：容器具备比较性

当元素自身不具备比较性，或者自身具备的比较性不是所需要的。那么此时可以让容器自身具备。需要定义一个类实现接口Comparator，重写compare方法，并将该接口的子类实例对象作为参数传递给TreeMap集合的构造方法。

注意：当Comparable比较方式和Comparator比较方式同时存在时，以Comparator的比较方式为主；

注意：在重写compareTo或者compare方法时，必须要明确比较的主要条件相等时要比较次要条件。（假设姓名和年龄一直的人为相同的人，如果想要对人按照年龄的大小来排序，如果年龄相同的人，需要如何处理？不能直接return 0，以为可能姓名不同（年龄相同姓名不同的人是不同的人）。此时就需要进行次要条件判断（需要判断姓名），只有姓名和年龄同时相等的才可以返回0.）

通过return 0来判断唯一性。

public class Demo4 
	public static void main(String[] args) 
		TreeMap<String, Integer> tree = new TreeMap<String, Integer>();
		tree.put("张三", 19);
		tree.put("李四", 20);
		tree.put("王五", 21);
		tree.put("赵六", 22);
		tree.put("周七", 23);
		tree.put("张三", 24);
		System.out.println(tree);
		System.out.println("张三".compareTo("李四"));//-2094
	

自定义元素排序

public class Demo3 
	public static void main(String[] args) 
		TreeMap<Person, String> hm = new TreeMap<Person, String>(
				new MyComparator());
		hm.put(new Person("jack", 20), "1001");
		hm.put(new Person("rose", 18), "1002");
		hm.put(new Person("lucy", 19), "1003");
		hm.put(new Person("hmm", 17), "1004");
		hm.put(new Person("ll", 25), "1005");
		System.out.println(hm);
		System.out.println(hm.put(new Person("rose", 18), "1006"));

		Set<Entry<Person, String>> entrySet = hm.entrySet();
		Iterator<Entry<Person, String>> it = entrySet.iterator();
		while (it.hasNext()) 
			Entry<Person, String> next = it.next();
			Person key = next.getKey();
			String value = next.getValue();
			System.out.println(key + " = " + value);
		
	


class MyComparator implements Comparator<Person> 

	@Override
	public int compare(Person p1, Person p2) 
		if (p1.getAge() > p2.getAge()) 
			return -1;
		 else if (p1.getAge() < p2.getAge()) 
			return 1;
		
		return p1.getName().compareTo(p2.getName());
	



class Person implements Comparable<Person> 
	private String name;
	private int age;

	Person() 

	

	public Person(String name, int age) 

		this.name = name;
		this.age = age;
	

	public String getName() 
		return name;
	

	public void setName(String name) 
		this.name = name;
	

	public int getAge() 
		return age;
	

	public void setAge(int age) 
		this.age = age;
	

	@Override
	public int hashCode() 

		return this.name.hashCode() + age * 37;
	

	@Override
	public boolean equals(Object obj) 
		if (obj instanceof Person) 
			Person p = (Person) obj;
			return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age;
		 else 
			return false;
		
	

	@Override
	public String toString() 

		return "Person@name:" + this.name + " age:" + this.age;
	

	@Override
	public int compareTo(Person p) 

		if (this.age > p.age) 
			return 1;
		 else if (this.age < p.age) 
			return -1;
		
		return this.name.compareTo(p.name);
	

 

注意：Set的元素不可重复，Map的键不可重复，如果存入重复元素如何处理

Set元素重复元素不能存入add方法返回false

Map的重复健将覆盖旧键，将旧值返回。