十一(二)、集合之Map
一、Map的实现类的结构
Map:双列数据,存储key--value对的数据 -----类似于高中的函数 y = f(x)
使用Set存储所有的key,key所在的类要重写equals()和hashCode()的方法;(以HashMap为例说的)
1、HashMap:
- 作为Map的主要实现类;线程不安全,可以存储null的key和value;
-
HashMap的底层:数组+链表(jdk7及之前)
数组+链表+红黑树(jdk8)
- 子类:LinkedHashMap:保证在遍历map元素时,可以按照添加的顺序实现遍历;
a、原因是:在原有的hashmap底层结构基础上,添加了一堆指针,指向前一个和后一个元素
b、对于频繁的遍历操作,此类执行效率更高;
测试代码:
1 @Test 2 public void test() { 3 Map hashMap = new HashMap(); 4 hashMap.put(null, null); 5 hashMap.put(123, "AA"); 6 hashMap.put(456, "BB"); 7 hashMap.put(789, "CC"); 8 System.out.println(hashMap); 9 10 LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap(); 11 linkedHashMap.put(null, null); 12 linkedHashMap.put(123, "AA"); 13 linkedHashMap.put(456, "BB"); 14 linkedHashMap.put(789, "CC"); 15 System.out.println(linkedHashMap); 16 17 Hashtable hashtable = new Hashtable(); 18 // hashtable.put(null, null);//会报错哦 19 20 }
这里的
System.out.println(hashMap),无序输出;
System.out.println(linkedHashMap);按插入属性输出
2、TreeMap:
- 保证按照添加的key value 对进行排序,实现排序遍历;(需要向tree添加 key-value ,要求key必须是同一个类的对象)
- 此时使用考虑key的自然排序和定制排序;
- 底层使用红黑树;
3、Hashtable:
- 作为古老的实现类;线程安全;不可以存储null的key和value;
- 子类:Properties:常用来处理配置文件; key&value 都是Strin
4.思维导图:
脑图查看地址https://www.cnblogs.com/lixiuming521125/p/14626222.html
二、Map结构的理解
1、Map中的key:无序的、不可重复的:
使用Set存储所有的key,key所在的类要重写equals()和hashCode()的方法;(以HashMap为例说的)
2、Map中的value:无序的可重复的;
使用Collection存储所有值;所在类需要重写equals()方法;
3、一个key-value 构成了一个Entry对象
4、Map中的Entry:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的entry;
三、HashMap底层实现原理:(以jdk7说明)
1、实现原理:
1 HashMap map = new HashMap();//在实例化以后,底层创建了长度为16的一维数组Entry[] table; 2 3 ...//可能已经指向过多次put 4 5 map.put(key1,value1);
首先:调用key1所在类的hashCode()计算key1的哈希值;此哈希值经过某种算法计算后,得到在Entry数组中的存放位置;
如果此位置上的数据为空;此时key1,value1的添加成功;--------情况1
如果此位置上的数据不为空,(意味着此位置存在或一个或多个数据(以链表形式存在))
比较key1和已经存在的一个或者多个数据的哈希值
如果key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值不同,则此时key1,value1的添加成功;--------情况2
如果key1和已经存在的某个数据(key2-value2)的哈希值相同,则调用key1所在类的equals方法,
若果返回true,则value1替换
若返回false,则key1,value1的添加成功;--------情况3
对于添加成功的情况2和情况3而言,key1-value1与已经存在指定位置上索引位置上数据以链表形式存储;
在不断添加的过程中,会涉及到扩容问题;默认的扩容方式:当超出临界值且存放位置不为空,扩容为原来容量的2倍,并且将原来的数据复制过来;
jdk8,相较于jdk7;
1.new HashMap()底层没有创建一个长度为16的数组
2.jdk8底层的数组是:Node[] 而非Entry[];
3.首次调用put方法,底层创建长度为16的数组;
4.jdk7底层结构只有:数组+链表,jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树
当数组的某一个索引位置上的元素以及链表形式存在的数据个数》8且当数组的长度>64时,
此索引位置上的说有数据改为红黑树存储;
2、各常量说明:
- DEFAULT_INITIAL_CAPACITY:HashMap的默认容量16;
- DEFAULT_LOAD_FACTOR;HashMap默认的加载因子:0.75
- threshold:扩容的临界值:DEFAULT_LOAD_FACTORDEFAULT_INITIAL_CAPACITY 0.7516 = 12
- TREEIFY_THRESHOLD:桶中链表长度大于该默认值,转换为红黑树:8
- MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的node被树话最小的hash表容量:64
四、linkedHashMap的底层实现原理
- 对于频繁的添加查找元素,可以使用linkedHashMap;
- 可以按插入顺序输出;
源码中:没有put 方法,因为继承了HashMap;
1 public class LinkedHashMap<K,V> 2 3 extends HashMap<K,V> 4 5 implements Map<K,V> 6 7
所以这里的put还是HashMap的put方法
linkedHashMap重写了 newNode
1 Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) { 2 3 LinkedHashMap.Entry<K,V> p = 4 5 new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e); 6 7 linkNodeLast(p); 8 9 return p; 10 11 }
1 static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> { 2 3 Entry<K,V> before, after;//这里能够记录添加元素的先后顺序; 4 5 Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { 6 7 super(hash, key, value, next); 8 9 } 10 11 }
五、Map的常用方法:
1.添加 删除 修改操作
- Object put(Object key,Object value);将指定的key-value(添加、修改)到当前map对象中;
- void putAll(Map m),将m中所有的 key-value对放入当前map中
- Object remove(Object key),移除指定的key-value对,并返回value;
- void clear();清空当前map中的所有数据
2、元素查询的操作
- Object get(Object key):获取指定key 对应的value
- boolean containsKey(Object key),是否包含指定的key
- boolean containsValue(Object value):是否包含指定的value;
- int size():返回map中key-value对的个数;
- boolean isEmpty():判断当前map是否为空;
- boolean equals(Object obj):判断当前map和参数对象obj是否相等
3.元素操作的方法:
- Set keySet();返回左右可以构成的Set集合
- Collection values();返回所有values构成的Collection集合;
- Set entrySet():随会所有key-value对构成的Set集合;
总结常用方法:
- 添加:put(Object key,Object value)
- 删除:remove(Object key)
- 修改:put(Object key,Object value)
- 查询:get(Object key)
- 遍历:keySet();
- 长度 size()
- 遍历
key-value 的遍历:entrySet()的遍历 or keySet()+get(Object key)来遍历
key的遍历:keySet()
value的遍历:values();
这里需要注意的是values()是由Collection存放,如果想取出所有值,建议遍历,将每个ele add到List<Ele>中
常用方法测试:
1 /** 2 *1.添加 删除 修改操作 3 * Object put(Object key,Object value);将指定的key-value(添加、修改)到当前map对象中; 4 * void putAll(Map m),将m中所有的 key-value对放入当前map中 5 * Object remove(Object key),移除指定的key-value对,并返回value; 6 * void clear();清空当前map中的所有数据 7 * 2、元素查询的操作 8 * Object get(Object key):获取指定key 对应的value 9 * boolean containsKey(Object key),是否包含指定的key 10 * boolean containsValue(Object value):是否包含指定的value; 11 * int size():返回map中key-value对的个数; 12 * boolean isEmpty():判断当前map是否为空; 13 * boolean equals(Object obj):判断当前map和参数对象obj是否相等; 14 * Set keySet();返回左右可以构成的Set集合 15 * Collection values();返回所有values构成的Collection集合; 16 * Set entrySet():随会所有key-value对构成的Set集合; 17 * 18 */ 19 @Test 20 public void test1() { 21 Map hashMap = new HashMap(); 22 //Object put(Object key,Object value)来添加元素 23 hashMap.put(null, null); 24 hashMap.put(123, "AA"); 25 hashMap.put(456, "BB"); 26 hashMap.put(789, "CC"); 27 System.out.println("hashMap:"+hashMap); 28 // void putAll(Map m),将m中所有的 key-value对放入当前map中 29 Map newHashMap = new HashMap(); 30 newHashMap.putAll(hashMap); 31 System.out.println("newHashMap:"+newHashMap);//所有hashMap中的数据放入了newHashMap中; 32 33 System.out.println("newHashMap的equals方法:"+newHashMap.equals(hashMap)); 34 35 hashMap.remove(123); 36 System.out.println("hashMap的remove方法:"+hashMap); 37 38 hashMap.clear();// 39 System.out.println("hashMap的clear方法:"+hashMap);//{},而不是null 40 41 Object obj = newHashMap.get(123); 42 System.out.println("newHashMap的get方法:"+obj); 43 44 boolean flag1 = newHashMap.containsKey("AA"); 45 System.out.println("newHashMap的containsKey方法:"+flag1); 46 47 boolean flag2 = newHashMap.containsValue("AA"); 48 System.out.println("newHashMap的containsValue方法:"+flag2); 49 50 System.out.println("newHashMap的size方法:"+newHashMap.size()); 51 52 System.out.println("newHashMap的isEmpty方法:"+newHashMap.isEmpty());//就是判断size()是否为0 53 54 System.out.println("newHashMap的keySet方法:"+newHashMap.keySet()); 55 //遍历所有的key 56 Set keySet = newHashMap.keySet(); 57 Iterator iterator = keySet.iterator(); 58 while(iterator.hasNext()) { 59 System.out.println("遍历所有的key:"+iterator.next()); 60 } 61 62 System.out.println("newHashMap的values方法:"+newHashMap.values()); 63 //遍历所有的values 64 Collection values = newHashMap.values(); 65 Iterator iterator2 = values.iterator(); 66 while(iterator2.hasNext()) { 67 System.out.println("遍历所有的values:"+iterator2.next()); 68 } 69 70 System.out.println("newHashMap的entrySet方法:"+newHashMap.entrySet()); 71 //遍历所有的entrySet 72 Set entrySet = newHashMap.entrySet(); 73 Iterator iterator3 = entrySet.iterator(); 74 while(iterator3.hasNext()) { 75 Entry entry = (Entry) iterator3.next(); 76 System.out.println(entry.getKey()+"--->"+entry.getValue());//输出键值对; 77 } 78 79 //输出键值对 80 Set keySet1 = newHashMap.keySet(); 81 Iterator iterator4 = keySet.iterator(); 82 while(iterator4.hasNext()) { 83 Object key = iterator4.next(); 84 System.out.println(key+"--->"+newHashMap.get(key));//输出键值对; 85 } 86 87 }
六、TreeMap中的排序:
- 需要向tree添加 key-value ,要求key必须是同一个类的对象
- 因为要按照key 排序(自然排序、定制排序)
测试代码:
1 //定制排序 2 @Test 3 public void test2() { 4 Comparator com = new Comparator<Person>() { 5 6 @Override 7 public int compare(Person o1, Person o2) { 8 if(o1.getAge()-o2.getAge()>=0) { 9 return 1; 10 } 11 return -1; 12 } 13 }; 14 TreeMap treeMap = new TreeMap(com); 15 treeMap.put( new Person("joy",30), new Object()); 16 treeMap.put(new Person("tom",31), new Object()); 17 treeMap.put(new Person("lucy",18), new Object()); 18 treeMap.comparator(); 19 Iterator iterator = treeMap.keySet().iterator(); 20 while(iterator.hasNext()) { 21 System.out.println(iterator.next()); 22 } 23 24 } 25 26 //自然排序; 27 @Test 28 public void test3() { 29 TreeMap treeMap = new TreeMap(); 30 treeMap.put( new Person("joy",30), new Object()); 31 treeMap.put(new Person("tom",31), new Object()); 32 treeMap.put(new Person("lucy",18), new Object()); 33 Iterator iterator = treeMap.keySet().iterator(); 34 while(iterator.hasNext()) { 35 System.out.println(iterator.next()); 36 } 37 38 }
附:
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 package collection; 2 3 public class Person implements Comparable { 4 5 private String name; 6 private int age; 7 public String getName() { 8 return name; 9 } 10 public void setName(String name) { 11 this.name = name; 12 } 13 public int getAge() { 14 return age; 15 } 16 public void setAge(int age) { 17 this.age = age; 18 } 19 public Person(String name, int age) { 20 super(); 21 this.name = name; 22 this.age = age; 23 } 24 public Person() { 25 super(); 26 } 27 @Override 28 public String toString() { 29 return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]"; 30 } 31 @Override 32 public int hashCode() { 33 final int prime = 31;//这里使用31为了减少冲突、提高算法效率 34 int result = 1; 35 result = prime * result + age; 36 result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); 37 return result; 38 } 39 @Override 40 public boolean equals(Object obj) { 41 if (this == obj) 42 return true; 43 if (obj == null) 44 return false; 45 if (getClass() != obj.getClass()) 46 return false; 47 Person other = (Person) obj; 48 if (age != other.age) 49 return false; 50 if (name == null) { 51 if (other.name != null) 52 return false; 53 } else if (!name.equals(other.name)) 54 return false; 55 return true; 56 } 57 @Override 58 public int compareTo(Object o) { 59 Person person = (Person)o; 60 if(this.age>person.age) { 61 return -1; 62 }else { 63 return 1; 64 } 65 66 } 67 68 69 }
七、Properties
Properties类是Hashtable的子类,该对象用于处理属性文件
- 由于属性文件里的key、value都是字符串类型,所以Properties中里的key和value都是字符串类型
- 存取数据时,建议使用 setProperty(String key,String value)和 getProperty(String key)
测试代码:
1 //Properties用来处理配置文件,key和value都是字符串类型 2 @Test 3 public void test4() throws Exception { 4 Properties prop = new Properties(); 5 FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("testproperties.properties"));//文件:testproperties.properties 6 prop.load(fis);//加载对应流文件 7 String name = prop.getProperty("name"); 8 String value = prop.getProperty("password"); 9 System.out.println("name:"+name); 10 System.out.println("value:"+value); 11 }
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 name=tom 2 password=123456
HashMap和HashTable的区别
HashMap |
线程不安全 |
允许有null的键和值 |
效率高 |
方法不是Synchronize的要提供外同步 |
有containsvalue和containsKey方法 |
HashMap 是Java1.2 引进的Map interface 的一个实现 |
HashMap是Hashtable的轻量级实现 |
HashTable |
线程安全 |
不允许有null的键和值 |
效率低 |
方法是是Synchronize的 |
有contains方法方法 |
、Hashtable 继承于Dictionary 类 |
Hashtable 比HashMap 要旧 |