HashMap,TreeMap以及LinkedHashMap的区别

Posted 2020-10-23

HashMap:HashMap数据是无序的，根据键的hashCode进行数据的存取，对数据的访问速度非常快，在map中插入删除

和定位元素，hashMap无疑是最好的选择，

TreeMap:里面的数据是有序的，底层是一个红黑树，如果想按照自定义顺序或者自然顺序存储数据，TreeMap是一个最好的选择

LinkedHashMap:他是hashMap的一个子类，底层维护了一个双向链表，他可以实现输入的顺序和输出的顺序相同

下面来讲讲LinkedHashMap是如何实现有序的：

LinkedHashMap具有可预知的迭代顺序，根据链表中元素的顺序可以分为：按插入顺序的链表，和按访问顺序(调用get方法)的链表。  

默认是按插入顺序排序，如果指定按访问顺序排序，那么调用get方法后，会将这次访问的元素移至链表尾部，不断访问可以形成按访问顺序排序的链表。  可以重写removeEldestEntry方法返回true值指定插入元素时移除最老的元素。

如何实现迭代有序？

1. 重新定义了数组中保存的元素Entry（继承于HashMap.Entry)，该Entry除了保存当前对象的引用外，还保存了其上一个元素before和下一个元素after的引用，从而在哈希表的基础上又构成了双向链接列表。仍然保留next属性，所以既可像HashMap一样快速查找，用next获取该链表下一个Entry，也可以通过双向链接，通过after完成所有数据的有序迭代。

2. accessOrder为true时，按访问顺序排序，false时，按插入顺序排序。默认false，即下文中recordAccess方法没有改变什么。 copy

1. private final boolean accessOrder

2. 存储put

   LinkedHashMap并未重写父类HashMap的put方法，而是重写了父类HashMap的put方法调用的子方法void recordAccess(HashMap m)，void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) 和void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)，提供了自己特有的双向链接列表的实现。

• put时，key已存在，替换value（同HashMap），并调用recordAccess方法，方法作用为根据accessOrder的值保持链表顺序不变或者将将访问的当前节点移到链表尾部(头结点的前一个节点)。

• key不存在，添加新的Entry，仍然是Table[i]= newEntry，旧链表首个为newEntry.next（同HashMap）,将newEntry加到双向链表末尾（即header前，这样就保留了插入顺序）。copy 

• HashMap.put:  
    
  public V put(K key, V value) {    
          if (key == null)    
              return putForNullKey(value);    
          int hash = hash(key.hashCode());    
          int i = indexFor(hash, table.length);    
          for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {    
              Object k;    
              if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {    
                  V oldValue = e.value;    
                  e.value = value;    
                  e.recordAccess(this);    
                  return oldValue;    
              }    
          }    
      
          modCount++;    
          addEntry(hash, key, value, i);    
          return null;    
      }

1.  重写方法：  

     

2. void recordAccess(HashMap<K,V> m) {    
               LinkedHashMap<K,V> lm = (LinkedHashMap<K,V>)m;    
               if (lm.accessOrder) {    
                   lm.modCount++;    
                   remove();    
                   addBefore(lm.header);    
               }    
           }    
   void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {    
       // 调用create方法，将新元素以双向链表的的形式加入到映射中。    
       createEntry(hash, key, value, bucketIndex);    
       
       // 删除最近最少使用元素的策略定义    
       Entry<K,V> eldest = header.after;    
       if (removeEldestEntry(eldest)) {    
           removeEntryForKey(eldest.key);    
       } else {    
           if (size >= threshold)    
               resize(2 * table.length);    
       }    
   }    
   void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {    
       HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex];    
       Entry<K,V> e = new Entry<K,V>(hash, key, value, old);    
       table[bucketIndex] = e;    
       // 调用元素的addBrefore方法，将元素加入到哈希、双向链接列表。    
       e.addBefore(header);    
       size++;    
   }    
   private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) {    
       after  = existingEntry;    
       before = existingEntry.before;    
       before.after = this;    
       after.before = this;    
   }

4.读取

同样调用recordAccess方法，是否将访问的当前节点移到链表尾部，与HashMap的区别是：当LinkedHashMap按访问顺序排序的时候，会将访问的当前节点移到链表尾部(头结点的前一个节点)。

public V get(Object key) {    
    // 调用父类HashMap的getEntry()方法，取得要查找的元素。    
    Entry<K,V> e = (Entry<K,V>)getEntry(key);    
    if (e == null)    
        return null;    
    // 记录访问顺序。    
    e.recordAccess(this);    
    return e.value;    
}

view plai

5.迭代view plain copy

//返回链表下个节点的引用  
Entry<K,V> nextEntry() {  
    //快速失败机制  
    if (modCount != expectedModCount)  
        throw new ConcurrentModificationException();  
    //链表为空情况  
    if (nextEntry == header)  
        throw new NoSuchElementException();  
      
    //给lastReturned赋值，最近一个从迭代器返回的节点对象  
    Entry<K,V> e = lastReturned = nextEntry;  
    nextEntry = e.after;  
    return e;  
}

 

下面来讲讲TreeMap是如何实现有序的：

TreeMap底层是一个红黑树，那么他的中序遍历就是有序的，因此treeMap是可以实现有序的，那么他又是如何实现自定义排序的呢？

1、让元素自身具备比较功能

		实现Comparable接口，重写comparaTo()方法。
		@Override
		public int compareTo(Object o) {
			
			Person p = (Person) o;
			int temp = this.age - p.age;
			return temp == 0?this.name.compareTo(p.name):temp;

	//		Person p = (Person) o;
	//		if(this.age > p.age)
	//			return 1;
	//		if(this.age < p.age)
	//			return -1;
	//		else {
	//			return this.name.compareTo(p.name);
	//		}
		}

2、如果不要按照对象中具备的自然顺序进行排序。如果对象中不具备自然顺序。也就是对象不是自己定义的，怎么办？

可以使用TreeSet集合的第二种排序方式：

让集合自身具备比较功能，使用比较器，定义一个类实现Comparator接口，覆盖compare方法，将该类对象作为参数

传递给TreeSet集合的构造函数