第19章 集合框架(3)-Map接口

第19章 集合框架(3)-Map接口

1.Map接口概述

Map是一种映射关系，那么什么是映射关系呢？
映射的数学解释
设A,B是两个非空集合，如果存在一个法则，使得对A中的每一个元素a,按法则f，在B中有唯一确定的元素b与之对应，则称f为A到B的映射，记作f:A-B.
映射关系(对于A，B集合)
A集合中的每一个元素都可以在B集合中找到唯一的一个值与之对应
严格上来说Map并不是集合，不属于Collection接口，而是两个集合之间的映射关系，每次存储都应该存储A集合中一个元素(Key)，B集合中一个元素(Value)，我们还是习惯把Map也称之为集合

因为Map接口并没有继承于Collection接口，也没有继承Iterable接口，所以不能直接对Map使用for-each操作，但是如果遍历的话，可以使用Map里面的一些特殊的方法来操作。

存储过程中，key值不能重复，遵循Set集合，Value允许重复，遵循List集合

2.Map中的常用操作方法

Map是一个接口，此类型的常用方法以HashMap类为例，大部分都是通用的，如果需要特别的方法，可以查询api

3.Set和Map之间的关系

Map和Set中有很多相类似的实现类名：

如果集合前缀相同，说明底层算法是一样的，现在单独使用HashSet和hashMap来研究
通过阅读源码，发现相同算法的Set底层用的是相同算法的Map。把Set的集合对象作为Map的Key，再使用一个Object常量为value
因此，更符合我们说的在Map中，所有的key就是一个Set集合

4.Map的实现类和性能分析

Map实现类：

解释：
HashMap:采用哈希表算法，此时Map中的Key不会保证添加的先后顺序，key也不允许重复。
key判断重复的标准是：key1和key2是否equals为true，并且hashCode相等
TreeMap:采用哈希算法：采用红黑树算法，此时Map中的key会按照自然顺序或定制顺序，key也不允许重复
key判断重复的标准是：compareTo/compare的返回值是否为0

LinkedHashMap:采用链表和哈希算法，此时Map中的key会保证先后添加顺序，key不允许重复。
key判断重复的标准和HashMap中的key的标准相同

Hashtable:采用哈希表算法，是hashMap的前身（类似Vector是ArrayList的前身）
在java的集合框架之前，表示映射关系就使用Hashtable
所有的方法都是使用synchronized修饰符，线程安全的，但是性能相对HashMap较低。打死不用

Properties:Hashtable的子类，此时要求key和value都是String类型，用来加载资源文件

一般的，我们定义map，key都使用不可变的类(String等)，把key作为value的唯一名称
如何选用
HashMap和TreeMap以及LinkedHashMap都是线程不安全的，但是性能很高。
解决方案Map m = Collections.synchronizedMap(Map对象);
Hashtable类实现线程安全，但是性能低
哈希算法作等值查询最快
树结构算法，作范围查询最快，应用到索引上

5.Map案例(计算字符中字符出现的次数)

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

/**
 * 计算一个字符串中，每一个字符出现的次数
 */
public class StringCount {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "aqazasawsawsaws";
        //把字符串转换为char数组(字符串本质就是char[])
        char[] arr = str.toCharArray();
        //key:存储字符名，value：存储出现次数
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        //循环得到每一个字符
        for (char ch:arr){
            //判断当前字符是否在Map中的key存在
            if (map.containsKey(ch)){
                //当前Map的key包含该字符，此时取出该value，自增再存进去
                Integer old = map.get(ch);
                map.put(ch, old+1);
            }else {
                //当前Map的key不包含该字符，把该字符存到Map中，设置value为1
                map.put(ch,1);
            }
        }
        System.out.println(map);//{a=6, q=1, s=4, w=3, z=1}
    }
}

6.List和Set以及Map的选用

选用哪一种容器取决于每一种容器的存储特点以及当前业务的需求
List：单一元素集合
允许元素重复/记录元素的添加顺序

Set单一元素集合
不允许元素重复/不及录元素的添加顺序

既要不重复，又要保证先后顺序，可以使用:LinkedHashSet

Map:双元素集合，如果存储数据的时候，还得给数据起一个名称时，此时考虑使用Map

List, Set, Map之间的相互转换：
List<String> list = new ArrayList<>();
把List转换为Set：
Set<String> set = new HashSet<>(list);
把Set转换为List:
List<String> list2 = new ArrayList<>(set);
Map不能直接转换为List或Set，但是Map中的方法可以间接转换

7.List和Map的综合应用

Map在以后运用的非常广泛，比如可以表示javaBean对象，可以作缓存
javaBean对象：多对，属性名=属性值
Map对象;每一个key-value就好比一对属性名=属性值
把Map对象转换为javaBean对象，把javaBean对象转换为Map对象
Set,List,Map三种集合并不都是单独使用的，偶尔也会综合使用
示例：

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        //使用Set集合存储一个班级学生的名称
        Set<String> name1 = new HashSet<>();
        name1.add("赵一");
        name1.add("李二");
        name1.add("张三");
        System.out.println(name1);//[李二, 张三, 赵一]


        Set<String> name2 = new HashSet<>();
        name2.add("西门大官人");
        name2.add("叶孤城");
        name2.add("陆小凤");

        //使用Map来存储多个班级的学生
        Map<String, Set<String>> classMap = new HashMap<>();
        classMap.put("初出茅庐",name1);
        classMap.put("登堂入室",name2);
        System.out.println(classMap);
        //{登堂入室=[西门大官人, 陆小凤, 叶孤城], 初出茅庐=[李二, 张三, 赵一]}

        Map<String, Set<String>> classMap2 = new HashMap<>();
        classMap2.put("初出茅庐",name1);
        classMap2.put("登堂入室",name2);

        //使用List来存储所有学院的学生姓名
        List<Map<String ,Set<String>>> school = new ArrayList<>();
        school.add(classMap);
        school.add(classMap2);
        System.out.println(school);
        //[{登堂入室=[西门大官人, 陆小凤, 叶孤城], 初出茅庐=[李二, 张三, 赵一]}, {登堂入室=[西门大官人, 陆小凤, 叶孤城], 初出茅庐=[李二, 张三, 赵一]}]

    }
}