Map以及HashMap

Posted 2022-01-25 liushiqiang123

　　本文主要介绍java集合框架的Map集合，在日常生活中Map的运用也十分广泛。

　　与List集合、Set集合隶属于Collection不同，Map是一个独立的接口，与Collection相同级别的接口。

　　重要的是，Map集合提供了一个不一样的元素存储方法，利用“key—value”的形式进行存储。其中，每个键映射一个值。而在Set集合中，元素的存储就是利用Map的这一特性来实现。

　　简单的介绍了下Map集合，接下来，就让笔者对其主要实现类HashMap、TreeMap、HashTable进行详细的说明。

 

1 Map常用方法

具体介绍之前，我们先了解下Map接口本身，一边了解所有实现的共同点。

 1 public interface Map<K,V> 
 2 
 3     //返回Map中的key--value的数目
 4     int size();
 5 
 6     //如果Map不包含任何key--value，则返回 true
 7     boolean isEmpty();
 8 
 9     //如果Map中包含指定key的映射，则返回true
10     boolean containsKey(Object key);
11 
12     //如果此Map将一个或多个键映射到指定值，则返回 true
13     boolean containsValue(Object value);
14 
15     //返回与指定键关联的值
16     V get(Object key);
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18     //将指定值与指定键相关联
19     V put(K key, V value);
20 
21     //从Map中删除键和关联的值
22     V remove(Object key);
23 
24     //将指定Map中的所有映射复制到此map
25     void putAll(java.util.Map<? extends K, ? extends V> m);
26 
27     //从Map中删除所有映射
28     void clear();
29 
30     //返回Map中所包含键的Set集合
31     Set<K> keySet();
32 
33     //返回 map 中所包含值的 Collection集合。
34     Collection<V> values();
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36     //返回Map中所包含映射的Set视图。Set中的每个元素都是一个 Map.Entry 对象
37     Set<java.util.Map.Entry<K, V>> entrySet();
38 
39     //比较指定对象与此 Map 的等价性
40     boolean equals(Object o);
41 
42     //返回此 Map 的哈希码
43     int hashCode();
44 
45     //Map集合中存储key--value的对象Entry，在Map集合内形成数组结构
46     interface Entry<K,V> 
47 
48         V getValue();
49 
50         V setValue(V value);
51 
52         boolean equals(Object o);
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54         int hashCode();
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 2 HashMap

　　HashMap基于哈希表，底层结构由数组来实现，添加到集合中的元素以“key—value”形式保存到数组中，在数组中key—value被包装成一个实体来处理—-也就是上面Map接口中的Entry。

　　在HashMap中，Entry[]保存了集合中所有的键值对，当我们需要快速存储、获取、删除集合中的元素时，HashMap会根据hash算法来获得“键值对”在数组中存在的位置，以来实现对应的操作方法。

　　此时，细心的朋友可能会问，既然是基于哈希表的实现，那么当新增的元素出现了hash值重复了怎么办，怎么插入呢？

　　专业上来说，hash值重复的情况，我们称之为哈希碰撞（又或者哈希冲突）。在HashMap中，是通过链表的形式来解决的，在hash值重复的数组角标下，通过链表将新插入的元素依次排列，当然如果插入的key相同，那么我们会将新插入的value覆盖掉原有的value；

像上图所示，当产生了hash冲突后，会在产生冲突的角标下，生成链表，依次排列。

HashMap继承于AbstractMap，实现了Map, Cloneable, Serializable接口。
(1)HashMap继承AbstractMap，得到了Map接口中定义方法的实现，减少实现Map接口所需的工作；
(2)HashMap实现Map，得到了Map接口定义的所有方法，其中一部分AbstractMap已实现；
(3)HashMap实现Cloneable，得到了clone()方法，可以实现克隆功能；
(4)HashMap实现Serializable，表示可以被序列化，通过序列化去传输，典型的应用就是hessian协议。

它具有如下特点：

• 允许存入null键，null值（null值只有一个，并存于数组第一个位置）

• 无序集合，而且顺序会随着元素的添加而随时改变（添加顺序，迭代顺序不一致）

• 随着元素的增加而动态扩容（与ArrayList原理一致）

• 不存在重复元素（得益于hashCode算法和equals方法）

• 线程不安全

3 HashMap基本操作

 1  public static void main(String[] agrs)
 2     //创建HashMap集合：
 3     Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
 4     System.out.println("HashMap元素大小:"+map.size());
 5 
 6     //元素添加:
 7     map.put("hi","hello");
 8     map.put("my","hello");
 9     map.put("name","hello");
10     map.put("is","hello");
11     map.put("jiaboyan","hello");
12 
13     //遍历1：获取key的Set集合
14     for(String key:map.keySet())
15         System.out.println("map的key是:"+key);
16         System.out.println("map的value是:"+map.get(key));
17     
18 
19     //遍历2:得到Set集合迭代器
20     Set<Map.Entry<String,String>> mapSet1 = map.entrySet();
21     Iterator<Map.Entry<String,String>> iterator = mapSet1.iterator();
22     while(iterator.hasNext())
23         Map.Entry<String,String> mapEntry = iterator.next();
24         System.out.println("map的key是:" + mapEntry.getKey());
25         System.out.println("map的value是:" + mapEntry.getValue());
26     
27 
28     //遍历3:转换成Set集合，增强for循环
29     Set<Map.Entry<String,String>> mapSet2 = map.entrySet();
30     for(Map.Entry<String,String> mapEntry : mapSet2)
31         System.out.println("map的key是:" + mapEntry.getKey());
32         System.out.println("map的value是:" + mapEntry.getValue());
33     
34 
35     //元素获取：通过key获取value
36     String keyValue = map.get("jiaboyan");
37     System.out.println("HashMap的key对应的value:" + keyValue);
38 
39     //元素替换：map没有提供直接set方法，而是使用新增来完成更新操作
40     map.put("jiaboyan","helloworld");
41     System.out.println("HashMap的key对应的value:" + map.get("jiaboyan"));
42 
43     //元素删除：
44     String value = map.remove("jiaboyan");
45     System.out.println("HashMap集合中被删除元素的value" + value);
46     //清空所有元素：
47     map.clear();
48 
49     //hashMap是否包含某个key：
50     boolean isContain = map.containsKey("hello");
51     //hashMap是否为空：
52     boolean isEmpty = map.isEmpty();
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