java:Map

第一章 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)。

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
     *
 java.util.HashMap<k,v>集合 implements Map<k,v>接口
 HashMap集合的特点:
     1.HashMap集合底层是哈希表:查询的速度特别的快
         JDK1.8之前:数组+单向链表
         JDK1.8之后:数组+单向链表|红黑树(链表的长度超过8):提高查询的速度
     2.hashMap集合是一个无序的集合,存储元素和取出元素的顺序有可能不一致
     *
java.util.LinkedHashMap<k,v>集合 extends HashMap<k,v>集合
LinkedHashMap的特点:
     1.LinkedHashMap集合底层是哈希表+链表(保证迭代的顺序)
     2.LinkedHashMap集合是一个有序的集合,存储元素和取出元素的顺序是一致的

 @Test
    public void MapTestDemo2(){
        /*
        * 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)。
        * */
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer>map=new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);
        /*
         boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。
         包含返回true,不包含返回false
       */
        boolean b1 = map.containsKey("赵丽颖");
        System.out.println("b1:"+b1);//b1:true
        boolean b2 = map.containsKey("赵颖");
        System.out.println("b2:"+b2);//b2:false
    }

@Test
    public void MapTestDemo3(){
        /*
          public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
            返回值:
               key存在,返回对应的value值
               key不存在,返回null
        * */
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);
        Integer v1 = map.get("杨颖");
        System.out.println("v1:"+v1);//v1:165
        Integer v2 = map.get("迪丽热巴");
        System.out.println("v2:"+v2);//v2:null
    }

 

@Test
    public void MapTestDemo4(){
        /*
         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。
            返回值:V
                key存在,v返回被删除的值
                key不存在,v返回null
     */
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);
        System.out.println(map);//{林志玲=178, 赵丽颖=168, 杨颖=165}
        System.out.println("===============================");
        Integer v1 = map.remove("林志玲");
        System.out.println("v1:"+v1);//v1:178
        System.out.println(map);//{赵丽颖=168, 杨颖=165}
        //int v2 = map.remove("林志颖");//自动拆箱  NullPointerException
        Integer v2 = map.remove("林志颖");
        System.out.println("v2:"+v2);//v2:null
        System.out.println(map);//{赵丽颖=168, 杨颖=165}
    }

/*
        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
                存储键值对的时候,key不重复,返回值V是null
                存储键值对的时候,key重复,会使用新的value替换map中重复的value,返回被替换的value值
     */
    @Test
    public void MapTestDemo5(){
        //创建Map集合对象多态
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        String v1 = map.put("李晨", "范冰冰1");
        System.out.println("v1:"+v1);//v1:null
        String v2 = map.put("李晨", "范冰冰2");
        System.out.println("v2:"+v2);//v2:范冰冰1
        System.out.println(map);//{李晨=范冰冰2}
        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);//{杨过=小龙女, 尹志平=小龙女, 李晨=范冰冰2, 冷锋=龙小云}
        //注意是无序的
    }

Map集合的第一种遍历方式:通过键找值的方式
　　Map集合中的方法:
　　Set<K> keySet() 返回此映射中包含的键的 Set 视图。
　　实现步骤:
　　　　1.使用Map集合中的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中
　　　　2.遍历set集合,获取Map集合中的每一个key
　　　　3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value

 public static void main(String[] args) {
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);

        //1.使用Map集合中的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中
        Set<String> set = map.keySet();

        //2.遍历set集合,获取Map集合中的每一个key
        //使用迭代器遍历Set集合
        Iterator<String> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String key = it.next();
            //3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
        System.out.println("-------------------");
        //使用增强for遍历Set集合
        for(String key : set){
            //3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
        System.out.println("-------------------");
        //使用增强for遍历Set集合
        for(String key : map.keySet()){
            //3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }

 

 

Map集合遍历的第二种方式:使用Entry对象遍历

　　Map集合中的方法:
　　Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() 返回此映射中包含的映射关系的 Set 视图。

　　实现步骤:
　　　　1.使用Map集合中的方法entrySet(),把Map集合中多个Entry对象取出来,存储到一个Set集合中
　　　　2.遍历Set集合,获取每一个Entry对象
　　　　3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值

 public static void main(String[] args) {
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);

        //1.使用Map集合中的方法entrySet(),把Map集合中多个Entry对象取出来,存储到一个Set集合中
        Set<Map.Entry<String, Integer>> set = map.entrySet();

        //2.遍历Set集合,获取每一个Entry对象
        //使用迭代器遍历Set集合
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> it = set.iterator();
        while(it.hasNext()){
            Map.Entry<String, Integer> entry = it.next();
            //3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
            String key = entry.getKey();
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"="+value);
        }
        System.out.println("-----------------------");
        for(Map.Entry<String,Integer> entry:set){
            //3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
            String key = entry.getKey();
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }

 

HashMap存储自定义类型键值
Map集合保证key是唯一的:
作为key的元素,必须重写hashCode方法和equals方法,以保证key唯一

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

/*
    HashMap存储自定义类型键值
    Map集合保证key是唯一的:
        作为key的元素,必须重写hashCode方法和equals方法,以保证key唯一
 */
public class Demo01HashMapSavePerson {
    public static void main(String[] args) {
        show02();
    }

    /*
        HashMap存储自定义类型键值
        key:Person类型
            Person类就必须重写hashCode方法和equals方法,以保证key唯一
        value:String类型
            可以重复
     */
    private static void show02() {
        //创建HashMap集合
        HashMap<Person,String> map = new HashMap<>();
        //往集合中添加元素
        map.put(new Person("女王",18),"英国");
        map.put(new Person("秦始皇",18),"秦国");
        map.put(new Person("普京",30),"俄罗斯");
        map.put(new Person("女王",18),"毛里求斯");
        //使用entrySet和增强for遍历Map集合
        Set<Map.Entry<Person, String>> set = map.entrySet();
        for (Map.Entry<Person, String> entry : set) {
            Person key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"-->"+value);
        }
    }

    /*
        HashMap存储自定义类型键值
        key:String类型
            String类重写hashCode方法和equals方法,可以保证key唯一
        value:Person类型
            value可以重复(同名同年龄的人视为同一个)
     */
    private static void show01() {
        //创建HashMap集合
        HashMap<String,Person> map = new HashMap<>();
        //往集合中添加元素
        map.put("北京",new Person("张三",18));
        map.put("上海",new Person("李四",19));
        map.put("广州",new Person("王五",20));
        map.put("北京",new Person("赵六",18));
        //使用keySet加增强for遍历Map集合
        Set<String> set = map.keySet();
        for (String key : set) {
            Person value = map.get(key);
            System.out.println(key+"-->"+value);
        }
    }
}

import java.util.Objects;

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

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

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

    @Override
    public int hashCode() {

        return Objects.hash(name, 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;
    }

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)

/*
    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("a","d");
        System.out.println(map);// key不允许重复,无序 {a=d, b=b, c=c}

        LinkedHashMap<String,String> linked = new LinkedHashMap<>();
        linked.put("a","a");
        linked.put("c","c");
        linked.put("b","b");
        linked.put("a","d");
        System.out.println(linked);// key不允许重复,有序 {a=d, c=c, b=b}
    }
}

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

import java.util.HashMap;
import java.util.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
 */
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);//{null=null, b=null}

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

练习:
计算一个字符串中每个字符出现次数

　　分析:
　　　　1.使用Scanner获取用户输入的字符串
　　　　2.创建Map集合,key是字符串中的字符,value是字符的个数
　　　　3.遍历字符串,获取每一个字符

　　　　4.使用获取到的字符,去Map集合判断key是否存在
　　key存在:
　　　　通过字符(key),获取value(字符个数)
　　　　value++
　　　　put(key,value)把新的value存储到Map集合中
　　　　key不存在:
　　　　put(key,1)
　　　　5.遍历Map集合,输出结果

import java.util.HashMap;
import java.util.Scanner;

/*
    练习:
        计算一个字符串中每个字符出现次数

    分析:
        1.使用Scanner获取用户输入的字符串
        2.创建Map集合,key是字符串中的字符,value是字符的个数
        3.遍历字符串,获取每一个字符
        4.使用获取到的字符,去Map集合判断key是否存在
            key存在:
                通过字符(key),获取value(字符个数)
                value++
                put(key,value)把新的value存储到Map集合中
            key不存在:
                put(key,1)
        5.遍历Map集合,输出结果
 */
public class Demo03MapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1.使用Scanner获取用户输入的字符串
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个字符串:");
        String str = sc.next();
        //2.创建Map集合,key是字符串中的字符,value是字符的个数
        HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>();
        //3.遍历字符串,获取每一个字符
        for(char c :str.toCharArray()){
            //4.使用获取到的字符,去Map集合判断key是否存在
            if(map.containsKey(c)){
                //key存在
                Integer value = map.get(c);
                value++;
                map.put(c,value);
            }else{
                //key不存在
                map.put(c,1);
            }
        }
        //5.遍历Map集合,输出结果
        for(Character key :map.keySet()){
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }
}