对 Java 中的Map集合的学习

Map集合概述

  1. 首先对比一下Map接口和Collection接口

    复制
    // Collection集合,有一个泛型<E>
    public interface Collection<E> extends Iterable<E> { ... }
    // Map集合,有两个泛型<K, V>
    public interface Map<K,V> { ... }
  2. 在Collection集合中,E映射的是值的类型。在Map集合中,K映射的是键的类型,V映射的是值的类型。

  3. 简单的说,Map集合是一个将键(Key)映射到值(Value)的对象。且一个映射不能包含重复的键;每个键只能映射到一个值。

  4. Map接口提供三种collection视图,允许以Key集、Value集、Key-Value映射关系的形式查看某个映射的内容。映射顺序定义为迭代器在映射的collection视图上返回其元素的顺序。

那什么是映射呢?在生活中,我们常常会看到这样的一种集合:账号——密码、IP地址——主机名、系统用户名——系统用户对象等。像这种一一对应的关系,就叫做映射。在Java中,Map类就是如此,专门用来存放这种对象关系的对象。

Map集合与Collection集合的区别

  1. collection中的集合,元素是孤立存在的(单身狗),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
  2. map中的集合,元素是成对存在的(情侣、夫妻),每个元素由键(key)与值(value)两个部分组成,通过键可以找到其所对应的值。
  3. collection中的集合成为单列集合,map中的集合称为双列集合。
  4. Collection接口的底层是由哈希表或哈希表+链表实现的。
  5. Map接口的底层是由哈希表和链接列表实现的

简单总结一下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是一一对应的。

Map接口常用的方法

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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)。

put()方法

  1. 作用:把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
  2. 注意:
    1. 当要添加的key不存在的时候,调用put方法后,map集合中会添加新的,添加成功会返回null。
    2. 当要添加的key存在的时候,调用put方法后,会使用新的Value替换map集合中旧的Value,替换成功会返回旧的Value。

举例

  1. 例子1:

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    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    public class DemoMapPut {
    public static void main(String[] args) {
    // 用多态的形式,创建一个hashMap集合,集合长度为16
    Map<String, String> hashMap = new HashMap<>(16);
    // 使用Map接口的特有方法put方法,向集合中添加<key-value>
    String return0 = hashMap.put("杨过", "小龙女");
    String return1 = hashMap.put("过儿", "姑姑");
    System.out.println("返回值0:" + return0);
    System.out.println("返回值1:" + return1);
    System.out.println("Map集合:" + hashMap);
    }
    }
  2. 输出结果:

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    返回值0null
    返回值1null
    Map集合:{杨过=小龙女, 过儿=姑姑}
  3. 例子2:

    复制
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    public class Demo02MapPut {
    public static void main(String[] args) {
    Map<String, String> hashMap = new HashMap<>(16);
    String return0 = hashMap.put("杨过", "小龙女");
    String return1 = hashMap.put("杨过", "姑姑");
    System.out.println("返回值0:" + return0);
    System.out.println("返回值1:" + return1);
    System.out.println("Map集合:" + hashMap);
    }
    }
  4. 输出结果:

    复制
    返回值0null
    返回值1:小龙女
    Map集合:{杨过=姑姑}

remove()方法

  1. 作用: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。

  2. 注意:

    1. key存在,删除对应元素,并返回被删除的值
    2. key不存在,返回null
  3. 例子:

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    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    public class Demo01MapRemove {
    public static void main(String[] args) {
    Map<String, String> hashMap = new HashMap<>(16);
    hashMap.put("key0", "value0");
    hashMap.put("key1", "value1");
    hashMap.put("key2", "value2");
    System.out.println("没有调用remove方法前的Map集合:" + hashMap);
    String return0 = hashMap.remove("key0");
    String return1 = hashMap.remove("key666");
    System.out.println("返回值0:" + return0);
    System.out.println("返回值1:" + return1);
    System.out.println("调用remove方法后的Map集合:" + hashMap);
    }
    }
  4. 输出结果:

    复制
    没有调用remove方法前的Map集合:{key1=value1, key2=value2, key0=value0}
    返回值0:value0
    返回值1null
    调用remove方法后的Map集合:{key1=value1, key2=value2}

get()方法

  1. 作用:根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。

  2. 注意:

    1. key存在,并返回对应Value值
    2. key不存在,返回null
  3. 例子:

    复制
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    public class Demo01MapGet {
    public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(16);
    hashMap.put("Aa", 18);
    hashMap.put("Bb", 20);
    System.out.println("key是'Aa'对应的Value是:" + hashMap.get("Aa"));
    System.out.println("key是'BB'对应的Value是:" +hashMap.get("BB"));
    }
    }
  4. 输出结果:

    复制
    key'Aa'对应的Value是:18
    key'BB'对应的Value是:null

containsKey()方法

  1. 作用:判断集合中是否包含指定的键。

  2. 返回值:

    1. key存在的情况下,返回true
    2. key不存在的情况下,返回false
  3. 例子:

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    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    public class Demo01MapContainsKey {
    public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(16);
    hashMap.put("k1", 100);
    hashMap.put("k2", 200);
    System.out.println("hashMap集合:" + hashMap);
    boolean response1 = hashMap.containsKey("k1");
    boolean response2 = hashMap.containsKey("k999");
    System.out.println("是否存在键值为'k1'的元素:" + response1);
    System.out.println("是否存在键值为'k999'的元素:" + response2);
    }
    }
  4. 输出结果:

    复制
    hashMap集合:{k1=100, k2=200}
    是否存在键值为'k1'的元素:true
    是否存在键值为'k999'的元素:false

keySet()方法

  1. 作用:获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。

  2. 返回值:返回Map集合中所有的Key的一个集合对象。

  3. 例子:

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    import java.util.Map;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Set;
    public class Demo01MapKeySet {
    public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(16);
    hashMap.put("k1", 1);
    hashMap.put("k2", 2);
    hashMap.put("k3", 3);
    hashMap.put("k4", 4);
    hashMap.put("k5", 5);
    hashMap.put("k6", 6);
    System.out.println("hashMap:" + hashMap);
    // 使用keySet()方法,获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。
    Set<String> set = hashMap.keySet();
    // 输出set集合
    System.out.println("set:" + set);
    }
    }
  4. 输出结果:

    复制
    hashMap:{k1=1, k2=2, k3=3, k4=4, k5=5, k6=6}
    set:[k1, k2, k3, k4, k5, k6]

entrySet()方法

  1. 作用:获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

  2. 返回值:返回值是一个key-value的Set集合对象

  3. 注意:由于Map集合中有两个泛型(K, V),Set集合中只有一个泛型,所以不能直接赋值给Set对象,但可以通过Map.Entry的方式赋值给Set对象

  4. 如:

    img

    抛出错误:

    img

  5. 或者又如:

    img

    抛出错误:

    img

  6. 赋值给Set集合对象:

    img

    img

  7. entrySet方法举例:

    复制
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    public class Demo01MapEntrySet {
    public static void main(String[] args) {
    Map<String, String> hashMap = new HashMap<>(16);
    hashMap.put("k1", "1");
    hashMap.put("k2", "2");
    hashMap.put("k3", "3");
    hashMap.put("k4", "4");
    hashMap.put("k5", "5");
    hashMap.put("k6", "6");
    System.out.println("hashMap:" + hashMap);
    // 调用entrySet方法,获取到Map集合中所有的键值对对象的集合
    System.out.println("键值对对象的集合:" + hashMap.entrySet());
    }
    }
  8. 输出结果:

    复制
    hashMap:{k1=1, k2=2, k3=3, k4=4, k5=5, k6=6}
    键值对对象的集合:[k1=1, k2=2, k3=3, k4=4, k5=5, k6=6]

Map集合遍历键(key)的方式找值(Value)

  1. 通过Map集合的keySet()方法,获取Map集合中所有的Key,存储到Set集合中

  2. 遍历Set集合,获取每个Key所对应的Value

  3. 举例:

    复制
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    public class Demo01MapIteratorKey {
    public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(16);
    hashMap.put("k1", 1);
    hashMap.put("k2", 2);
    hashMap.put("k3", 3);
    hashMap.put("k4", 4);
    hashMap.put("k5", 5);
    hashMap.put("k6", 6);
    System.out.println("hashMap:" + hashMap);
    Set<String> sKey = hashMap.keySet();
    // 获取Set集合的迭代器对象,并遍历该迭代器对象
    Iterator<String> ite = sKey.iterator();
    while (ite.hasNext()) {
    // 通过迭代器对象中的每一个值(Map集合中的键),获取key-value
    System.out.println(
    "Key:" + ite.next() +
    " Value:" + hashMap.get(ite.next())
    );
    }
    }
    }
  4. 输出结果:

    复制
    hashMap:{k1=1, k2=2, k3=3, k4=4, k5=5, k6=6}
    Key:k1 Value:2
    Key:k3 Value:4
    Key:k5 Value:6

Map集合遍历键值对方式

例子理解:

复制
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class Demo01MapIteratorKeyValue {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(16);
hashMap.put("k1", 1);
hashMap.put("k2", 2);
hashMap.put("k3", 3);
hashMap.put("k4", 4);
hashMap.put("k5", 5);
hashMap.put("k6", 6);
System.out.println("hashMap:" + hashMap);
Set<Map.Entry<String, Integer>> keyValue = hashMap.entrySet();
// 获取Set集合的迭代器对象,并遍历该迭代器对象
Iterator<Map.Entry<String, Integer>> ite = keyValue.iterator();
while (ite.hasNext()) {
// 通过Entry对象的getKey()和getValue()方法,获取Key和Value
Map.Entry<String, Integer> kv = ite.next();
System.out.println(
"Key:" + kv.getKey() +
" Value:" + kv.getValue()
);
}
}
}

输出结果:

复制
hashMap:{k1=1, k2=2, k3=3, k4=4, k5=5, k6=6}
Key:k1 Value:1
Key:k2 Value:2
Key:k3 Value:3
Key:k4 Value:4
Key:k5 Value:5
Key:k6 Value:6

HashMap存储自定义类型的键值

注意:Map集合,要保证Key是唯一的。作为Key的元素,必须重写hashCode()方法和equals()方法,才能保证Key的唯一性

代码理解

  1. 创建一个Student类,用左Map中Key的数据类型:

    复制
    public class Student {
    private String name;
    private int age;
    public Student(String name, int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
    return "Student{" +
    "name='" + name + '\'' +
    ", age=" + age +
    '}';
    }
    }
  2. 创建两个方法:

    1. 方法1使用<String, String>为<key, value>的数据类型
    2. 方法2使用<Student, String>为<key, value>的数据类型
    复制
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    public class MapRepeat {
    /**
    * String类型已经重写了hashCode()方法和equals()方法
    * 可以保证key唯一
    */
    public static void method01() {
    Map<String, String> map = new HashMap<>(16);
    map.put("k1", "v1");
    map.put("k2", "v2");
    map.put("k3", "v3");
    map.put("k4", "v4");
    map.put("k1", "v5");
    System.out.println(map);
    }
    /**
    * Student类型没有重写hashCode()方法和equals()方法
    * 不能保证key唯一
    */
    public static void method02() {
    Map<Student, String> map = new HashMap<>(16);
    map.put(new Student("学生1", 22), "v1");
    map.put(new Student("学生2", 18), "v2");
    map.put(new Student("学生3", 19), "v3");
    map.put(new Student("学生4", 21), "v4");
    map.put(new Student("学生1", 22), "v5");
    System.out.println(map);
    }
    }
  3. 比较这两个方法:

    复制
    public class Demo01MapRepeat {
    public static void main(String[] args) {
    // Map<String, String>,String类已经重写了hashCode()方法和equals()方法
    MapRepeat.method01();
    // Map<Student, String>,Student类没有重写了hashCode()方法和equals()方法
    MapRepeat.method02();
    }
    }
  4. 输出结果:

    复制
    {k1=v5, k2=v2, k3=v3, k4=v4}
    {Student{name='学生1', age=22}=v1, Student{name='学生1', age=22}=v5, Student{name='学生2', age=18}=v2, Student{name='学生4', age=21}=v4, Student{name='学生3', age=19}=v3}

可以看到,方法1输出的集合,并没有重复的Key,而方法2输出的集合存在冲的的Key。其中重复的Key是Student{name='学生1', age=22}

在Student类中重写hashCode()方法和equals()方法

复制
import java.util.Objects;
public class Student {
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) {
return true;
}
if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
return false;
}
Student student = (Student) o;
return age == student.age &&
Objects.equals(name, student.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}

那么对MapRepeat.method02()测试,输出结果则是:

复制
{Student{name='学生4', age=21}=v4, Student{name='学生2', age=18}=v2, Student{name='学生3', age=19}=v3, Student{name='学生1', age=22}=v5}

可以看出,与没有重写hashCode()方法和equals()方法前相比,重写后,不存在重复的key了。

LinkedHashMap集合简单了解

  1. 说明:

    1. LinkedHashMap类是HashMap的子类
    2. LinkedHashMap底层采用的是哈希表+链表结构,LinkedHashMap集合是有存取顺序的集合,而其父类HashMap是没有存取顺序的集合
  2. 例子:

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    import java.util.Map;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.LinkedHashMap;
    public class DemoLinkedHashMap {
    public static void main(String[] args) {
    // 无序Map集合:HashMap
    Map<Integer, Integer> hashMap = new HashMap<>(16);
    hashMap.put(1, 200);
    hashMap.put(3, 400);
    hashMap.put(5, 600);
    hashMap.put(2, 100);
    hashMap.put(4, 300);
    hashMap.put(6, 500);
    System.out.println(hashMap);
    // 有序Map集合:LinkedHashMap
    Map<Integer, Integer> linked = new LinkedHashMap<>(16);
    linked.put(1, 200);
    linked.put(3, 400);
    linked.put(5, 600);
    linked.put(2, 100);
    linked.put(4, 300);
    linked.put(6, 500);
    System.out.println(linked);
    }
    }
  3. 输出结果:

    复制
    {1=200, 2=100, 3=400, 4=300, 5=600, 6=500}
    {1=200, 3=400, 5=600, 2=100, 4=300, 6=500}

Hashtable集合的简单了解

说明

  1. java.utiL.Hashtable<k, v>集合 implements Map<K,V>接口Hashtable
  2. 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
  3. 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
  4. ArrayList集合、LinkedList集合、HashSet集合、HashMap集合等:可以存储null值【null键】
  5. Hashtable集合,不能存储null值,null键
  6. 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
  7. Hashtable的子类 Properties依然活跃在历史舞台
  8. Properties集合是一个唯一和I0流相结合的集合

Hashtable传入null,抛出错误

img

例子

复制
import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
public class DemoHashTable {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>(16);
hashMap.put(null, null);
hashMap.put(null, "A");
hashMap.put("A", null);
hashMap.put("B", "B");
System.out.println("hashMap:" + hashMap);
Hashtable<String, String> hashtable = new Hashtable<>(16);
// Hashtable集合,key和value都不能是null
// 如果传入空值,会抛出错误:空指针异常(NullPointerException)
// hashtable.put(null, null);
// hashtable.put(null, "A");
// hashtable.put("A", null);
hashtable.put("B", "B");
System.out.println("hashtable:" + hashtable);
}
}

输出结果:

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hashMap:{null=A, A=null, B=B}
hashtable:{B=B}
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