Java进阶--Map集合

Posted 2020-12-19 青梅换了酒钱

Map集合

1.1 概述

现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即java.util.Map接口。我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图。
?? ?? ??? ??? ??

• Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
• Map中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。
• Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。
• 需要注意的是，Map 中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。

1.2 ?Map常用子类

通过查看Map接口描述，看到Map有多个子类，这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

• HashMap<K,V>：存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
• LinkedHashMap<K,V>：HashMap下有个子类LinkedHashMap，存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致；通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

tips：Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同，也可以不同。

1.3 ?Map接口中的常用方法

Map接口中定义了很多方法，常用的如下：

• public V put(K key, V value): ?把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
• public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。
• public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
• boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。
• public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
• public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

Map接口的方法演示

package 集合和泛型.Map.demo01;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/*
 java.util.Map<k,v>集合
    Map集合的特点:
        1.Map集合是一个双列集合,一个元素包含两个值(一个key,一个value)
        2.Map集合中的元素,key和value的数据类型可以相同,也可以不同
        3.Map集合中的元素,key是不允许重复的,value是可以重复的
        4.Map集合中的元素,key和value是一一对应

 */
public class Demo01Map {
    public static void main(String[] args) {
        show01();
        show02();
        show03();
        show04();
    }

   /*
        public V put(K key, V value):  把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
            返回值：V
                存储键值对，key不重复，返回V是空
                存储键值对,key重复，使用新的Value替换map中重复的value，返回被替换的value
    */
    public static  void show01(){
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        String v1 = map.put("李晨","范冰冰1");
        System.out.println(v1);
        String v2 = map.put("李晨","范冰冰2");
        System.out.println(v2);
        System.out.println(map);

        map.put("冷锋","龙小云");
        map.put("杨过","小龙女");
        map.put("尹志平","小龙女");
        System.out.println(map);
    }

    /*
        public V remove(Object key) :
            把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。
     */
    public static  void show02(){
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("李晨",180);
        map.put("冷锋",185);
        map.put("杨过",170);
        System.out.println(map);
        Integer v1 =  map.remove("李晨");
        System.out.println(v1);
        System.out.println(map);
        Integer v2 =  map.remove("李白");
        System.out.println(v2);
        System.out.println(map);
    }

    /*
          public V get(Object key)
                根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
      */
    public static  void show03(){
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("李晨",180);
        map.put("冷锋",185);
        map.put("杨过",170);
        System.out.println(map);
        Integer v1 = map.get("杨过");
        System.out.println(v1);
        Integer v2 =  map.get("李白");
        System.out.println(v2);
    }
    
    /*
         boolean containsKey(Object key)
                判断集合中是否包含指定的键。
      */
    public static  void show04(){
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("李晨",180);
        map.put("冷锋",185);
        map.put("杨过",170);
        System.out.println(map);
        boolean b1  = map.containsKey("杨过");
        System.out.println(b1);
        boolean b2 =  map.containsKey("李白");
        System.out.println(b2);
    }
}

tips:
使用put方法时，若指定的键(key)在集合中没有，则没有这个键对应的值，返回null，并把指定的键值添加到集合中；
若指定的键(key)在集合中存在，则返回值为集合中键对应的值（该值为替换前的值），并把指定键所对应的值，替换成指定的新值。

1.4 ? Map集合遍历键找值方式

键找值方式：即通过元素中的键，获取键所对应的值


分析步骤：

1. 获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:keyset()
2. 遍历键的Set集合，得到每一个键。
3. 根据键，获取键所对应的值。方法提示:get(K key)

代码演示：

package 集合和泛型.Map.demo01;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/*
    通过键找值的方式，变量Map集合
    Map集合中的public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
 */
public class Demo02KeySet {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",170);
        System.out.println(map);

        Set<String> set = map.keySet();
        // 迭代器
        Iterator it = set.iterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.println(map.get(it.next()));
        }
        System.out.println("----------------");
        //for循环
        for(String key: set){
            System.out.println(map.get(key));
        }

    }
}

{林志玲=170, 赵丽颖=168, 杨颖=165}
170
168
165
----------------
170
168
165

遍历图解：

1.5 ?Entry键值对对象

我们已经知道，Map中存放的是两种对象，一种称为key(键)，一种称为value(值)，它们在在Map中是一一对应关系，这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。


既然Entry表示了一对键和值，那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法：

• public K getKey()：获取Entry对象中的键。
• public V getValue()：获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：

• public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

1.6 Map集合遍历键值对方式

键值对方式：即通过集合中每个键值对(Entry)对象，获取键值对(Entry)对象中的键与值。


操作步骤与图解：

1. 获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。
2. 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。
3. 通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。 ?方法提示:getkey() getValue()

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Map集合对象 
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        // 添加元素到集合 
        map.put("胡歌", "霍建华");
        map.put("郭德纲", "于谦");
        map.put("薛之谦", "大张伟");

        // 获取 所有的 entry对象  entrySet
        Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();

        // 遍历得到每一个entry对象
        for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
           	// 解析 
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();  
            System.out.println(key+"的CP是:"+value);
        }
    }
}package 集合和泛型.Map.demo01;

import java.util.*;

/*
    public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():
        获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
 */
public class Demo03entrySet {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put("黄晓明","杨颖");
        map.put("冷锋","龙小云");
        map.put("杨过","小龙女");
        System.out.println(map);
        Set<Map.Entry<String,String>> entryset = map.entrySet();
        System.out.println(entryset);

        Iterator<Map.Entry<String,String>> it = entryset.iterator();
        while(it.hasNext()){
            Map.Entry<String,String> entry = it.next();
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"--"+value);
        }
        System.out.println("-------------------------------");
        for(Map.Entry<String,String> entry:entryset){
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"--"+value);
        }

    }
}

遍历图解：

tips：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

1.7 ?HashMap存储自定义类型键值

练习：每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

注意，学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。

编写学生类：

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(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 boolean equals(Object o) {
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

编写测试类：

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1,创建Hashmap集合对象。
        Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();
        //2,添加元素。
        map.put(newStudent("lisi",28), "上海");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");
        map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");
        map.put(newStudent("zhouqi",25), "广州");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");
        
        //3,取出元素。键找值方式
        Set<Student>keySet = map.keySet();
        for(Student key: keySet){
            Stringvalue = map.get(key);
            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
        }
    }
}

• 当给HashMap中存放自定义对象时，如果自定义对象作为key存在，这时要保证对象唯一，必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记，请回顾HashSet存放自定义对象)。
• 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致，可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

1.8 ? LinkedHashMap

我们知道HashMap保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？


在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

package 集合和泛型.Map.demo03LinkedHashMap;

import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;

/*
    java.util.LinkedHashMap<K,V> entends HashMap<K,V>
    Map 接口的哈希表和链接列表实现，具有可预知的迭代顺序。
    底层原理:
        哈希表+链表(记录元素的顺序)
 */
public class Demo01LinkedHashMap {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put("a","a");
        map.put("c","c");
        map.put("b","b");
        map.put("d","d");
        map.put("a","d");
        System.out.println(map);    // {a=d, b=b, c=c, d=d} 不允许重复的Key，存储是无序的 

        LinkedHashMap<String,String> linkedmap = new LinkedHashMap<>();
        linkedmap.put("a","a");
        linkedmap.put("c","c");
        linkedmap.put("b","b");
        linkedmap.put("d","d");
        linkedmap.put("a","d");
        System.out.println(linkedmap);  // {a=d, c=c, b=b, d=d} 不允许重复的Key,安装存储的顺序保存
    }
}

结果:

{a=d, b=b, c=c, d=d}
{a=d, c=c, b=b, d=d}

1.9 HashTable

?** ?java.util.Hashtable<K,V>集合 implements Map<K,V>接口**


? ?Hashtable:底层也是一个哈希表,是一个线程安全的集合,是单线程集合,速度慢
? ?HashMap:底层是一个哈希表,是一个线程不安全的集合,是多线程的集合,速度快


? ?HashMap集合(之前学的所有的集合):可以存储null值,null键
? ?Hashtable集合,不能存储null值,null键


? ?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
? ?Hashtable的子类Properties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

package 集合和泛型.Map.demo03LinkedHashMap;

import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;

public class Demo02Hashtable {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put(null,"a");
        map.put("b",null);
        map.put(null,null);
        System.out.println(map);

        Hashtable<String,String> table = new Hashtable<>();
        table.put(null,"a");
        table.put("b",null);
        table.put(null,null);
        System.out.println(table);  //NullPointerException
    }
}


{null=null, b=null}
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at java.base/java.util.Hashtable.put(Hashtable.java:480)
	at 集合和泛型.Map.demo03LinkedHashMap.Demo02Hashtable.main(Demo02Hashtable.java:28)

1.10 Map集合练习

需求：


计算一个字符串中每个字符出现次数。


分析：

1. 获取一个字符串对象
2. 创建一个Map集合，键代表字符，值代表次数。
3. 遍历字符串得到每个字符。
4. 判断Map中是否有该键。
5. 如果没有，第一次出现，存储次数为1；如果有，则说明已经出现过，获取到对应的值进行++，再次存储。
6. 打印最终结果

代码：

public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
        //友情提示
        System.out.println("请录入一个字符串:");
        String line = new Scanner(System.in).nextLine();
        // 定义 每个字符出现次数的方法
        findChar(line);
    }
    private static void findChar(String line) {
        //1:创建一个集合 存储  字符 以及其出现的次数
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
        //2:遍历字符串
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
            char c = line.charAt(i);
            //判断 该字符 是否在键集中
            if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
                //那就是第一次
                map.put(c, 1);
            } else {
                //先获取之前的次数
                Integer count = map.get(c);
                //count++;
                //再次存入  更新
                map.put(c, ++count);
            }
        }
        System.out.println(map);
    }
}