集合—— Map

Posted 2022-12-29 blogforvi

一、概念

严格来说Map并不是一个集合，而是两个集合的映射关系，这两个集合每条数据通过映射关系，形成了Entry<key,value>,我们可以看成一条数据，key作为键，value作为值，称为键值对。一个Map由多个Entry组成。

因为Map不是Collection的子接口，所以没有Iterator，无法对其进行forEach遍历。

 

二、Map的部分实现类

HashMap

采用哈希表算法，不会保证key的添加顺序，不允许重复，允许null值作为key，线程不安全。判断重复的标准:两个Entry先使用equals方法比较key，如果相同再比较key的hashCode，当两次判断都相同的时候认为是相同元素。

TreeMap

采用红黑树算法，不会保证key的添加顺序，不允许重复，不允许null值作为key，线程不安全，集合中的元素按照key的自然排序或定制规则进行排序，判断重复的标准是:compareTo/compare方法的返回值为0。

LinkedHashMap

采用链表和哈希表算法，保证元素的添加顺序，不允许重复，允许null值作为key，线程不安全，判断重复的标准和HashMap相同。

HashTable

线程安全的HashMap，不可以存放NULL，性能低。

Properties

HashTable的子类，要求key和value都是String类型，用于加载资源文件

 

三、HashMap和HashSet的关系

首先我们来看一下HashSet的源码：

 1 package collection;
 2  
 3 import java.util.AbstractSet;
 4 import java.util.HashMap;
 5 import java.util.Iterator;
 6 import java.util.Set;
 7  
 8 public class HashSet<E>
 9     extends AbstractSet<E>
10     implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
11 
12     //HashSet里封装了一个HashMap
13     private  HashMap<E,Object> map;
14  
15     private static final Object PRESENT = new Object();
16  
17     //HashSet的构造方法初始化这个HashMap
18     public HashSet() 
19         map = new HashMap<E,Object>();
20     
21  
22     //向HashSet中增加元素，其实就是把该元素作为key，增加到Map中
23     //value是PRESENT，静态，final的对象，所有的HashSet都使用这么同一个对象
24     public boolean add(E e) 
25         return map.put(e, PRESENT)==null;
26     
27  
28     //HashSet的size就是map的size
29     public int size() 
30         return map.size();
31     
32  
33     //清空Set就是清空Map
34     public void clear() 
35         map.clear();
36     
37      
38     //迭代Set,就是把Map的键拿出来迭代
39     public Iterator<E> iterator() 
40         return map.keySet().iterator();
41     
42  
43 

View Code

可以发现，HashSet实际上是一个HashMap。

只不过以存入的对象作为key值，所有的元素的value都是常量PRESENT。

 

四、浅谈hashcode原理，分析HashMap，HashSet查找效率高的原因

利用一种空间换时间的思维，存入时计算对象的hashcode值，然后存储到对应该值的位置，查找时通过对象的hashcode值直接定位获取，达到惊人的O(1)时间复杂度。

简单的类比一下：

-----hashcode概念-----
所有的对象，都有一个对应的hashcode（散列值）
比如字符串“gareen”对应的是1001 (实际上不是，这里是方便理解，假设的值)
比如字符串“temoo”对应的是1004
比如字符串“db”对应的是1008
比如字符串“annie”对应的也是1008

-----保存数据-----
准备一个数组，其长度是2000，并且设定特殊的hashcode算法，使得所有字符串对应的hashcode，都会落在0-1999之间
要存放名字是"gareen"的英雄，就把该英雄和名称组成一个键值对，存放在数组的1001这个位置上
要存放名字是"temoo"的英雄，就把该英雄存放在数组的1004这个位置上
要存放名字是"db"的英雄，就把该英雄存放在数组的1008这个位置上
要存放名字是"annie"的英雄，然而 "annie"的hashcode 1008对应的位置已经有db英雄了，那么就在这里创建一个链表，接在db英雄后面存放annie

 

-----查找数据-----
比如要查找gareen，首先计算"gareen"的hashcode是1001，根据1001这个下标，到数组中进行定位，（根据数组下标进行定位，是非常快速的） 发现1001这个位置就只有一个英雄，那么该英雄就是gareen.
比如要查找annie，首先计算"annie"的hashcode是1008，根据1008这个下标，到数组中进行定位，发现1008这个位置有两个英雄，那么就对两个英雄的名字进行逐一比较(equals)，因为此时需要比较的量就已经少很多了，很快也就可以找出目标英雄（但是我们需要尽量避免这种情况的发生，会影响到HashMap的性能）
这就是使用HashMap进行查询，非常快的原理。