集合:HashMap与HashTable、TreeMap,ArrayList和Vector的区别

就HashMap与HashTable主要从三方面来说。
一.历史原因:Hashtable是基于陈旧的Dictionary类的,HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现
二.同步性:Hashtable是线程安全的,也就是说是同步的,而HashMap是线程序不安全的,不是同步的
三.值:只有HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value

 

Vector和ArrayList在使用上非常相似,都可用来表示一组数量可变的对象应用的集合,并且可以随机地访问其中的元素。 
1 Vector的方法都是同步的(Synchronized),是线程安全的(thread-safe),而ArrayList的方法不是,由于线程的同步必然要影响性能,因此,ArrayList的性能比Vector好。
2 当Vector或ArrayList中的元素超过它的初始大小时,Vector会将它的容量翻倍,而ArrayList只增加50%的大小,这样,ArrayList就有利于节约内存空间。

 

HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找,而 TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序,如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap(HashMap中元素的排列顺序是不固定的)。

1.AbstractMap抽象类和SortedMap接口

  AbstractMap抽象类:(HashMap继承AbstractMap)覆盖了equals()和hashCode()方法以确保两个相等映射返回相同的哈希码。如果两个映射大小相等、包含同样的键且每个键在这两个映射中对应的值都相同,则这两个映射相等。映射的哈希码是映射元素哈希码的总和,其中每个元素是Map.Entry接口的一个实现。因此,不论映射内部顺序如何,两个相等映射会报告相同的哈希码。

  SortedMap接口:(TreeMap继承自SortedMap)它用来保持键的有序顺序。SortedMap接口为映像的视图(子集),包括两个端点提供了访问方法。除了排序是作用于映射的键以外,处理SortedMap和处理SortedSet一样。添加到SortedMap实现类的元素必须实现Comparable接口,否则您必须给它的构造函数提供一个Comparator接口的实现。TreeMap类是它的唯一一份实现。

  2.两种常规Map实现

  HashMap:基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()],为了优化HashMap空间的使用,您可以调优初始容量和负载因子。

  (1)HashMap(): 构建一个空的哈希映像

  (2)HashMap(Map m): 构建一个哈希映像,并且添加映像m的所有映射

  (3)HashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的哈希映像

  (4)HashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的哈希映像

  TreeMap:基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项,因为该树总处于平衡状态。

  (1)TreeMap():构建一个空的映像树

  (2)TreeMap(Map m): 构建一个映像树,并且添加映像m中所有元素

  (3)TreeMap(Comparator c): 构建一个映像树,并且使用特定的比较器对关键字进行排序

  (4)TreeMap(SortedMap s): 构建一个映像树,添加映像树s中所有映射,并且使用与有序映像s相同的比较器排序

  3.两种常规Map性能

  HashMap:适用于在Map中插入、删除和定位元素。

  Treemap:适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。

  4.总结

  HashMap通常比TreeMap快一点(树和哈希表的数据结构使然),建议多使用HashMap,在需要排序的Map时候才用TreeMap.

  import java.util.HashMap;

  import java.util.Hashtable;

  import java.util.Iterator;

  import java.util.Map;

  import java.util.TreeMap;

  public class HashMaps {

  public static void main(String[] args) {

  Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

  map.put("a", "aaa");

  map.put("b", "bbb");

  map.put("c", "ccc");

  map.put("d", "ddd");

  Iterator<String> iterator = map.keySet()。iterator();

  while (iterator.hasNext()) {

  Object key = iterator.next();

  System.out.println("map.get(key) is :" + map.get(key));

  }

  // 定义HashTable,用来测试

  Hashtable<String, String> tab = new Hashtable<String, String>();

  tab.put("a", "aaa");

  tab.put("b", "bbb");

  tab.put("c", "ccc");

  tab.put("d", "ddd");

  Iterator<String> iterator_1 = tab.keySet()。iterator();

  while (iterator_1.hasNext()) {

  Object key = iterator_1.next();

  System.out.println("tab.get(key) is :" + tab.get(key));

  }

  TreeMap<String, String> tmp = new TreeMap<String, String>();

  tmp.put("a", "aaa");

  tmp.put("b", "bbb");

  tmp.put("c", "ccc");

  tmp.put("d", "cdc");

  Iterator<String> iterator_2 = tmp.keySet()。iterator();

  while (iterator_2.hasNext()) {

  Object key = iterator_2.next();

  System.out.println("tmp.get(key) is :" + tmp.get(key));

  }

  }

  }

  运行结果如下:

  map.get(key) is :ddd

  map.get(key) is :bbb

  map.get(key) is :ccc

  map.get(key) is :aaa

  tab.get(key) is :bbb

  tab.get(key) is :aaa

  tab.get(key) is :ddd

  tab.get(key) is :ccc

  tmp.get(key) is :aaa

  tmp.get(key) is :bbb

  tmp.get(key) is :ccc

  tmp.get(key) is :cdc

  HashMap的结果是没有排序的,而TreeMap输出的结果是排好序的。

  下面就要进入本文的主题了。先举个例子说明一下怎样使用HashMap:

  import java.util.*;

  public class Exp1 {

  public static void main(String[] args){

  HashMap h1=new HashMap();

  Random r1=new Random();

  for (int i=0;i<1000;i++){

  Integer t=new Integer(r1.nextInt(20));

  if (h1.containsKey(t))

  ((Ctime)h1.get(t))。count++;

  else

  h1.put(t, new Ctime());

  }

  System.out.println(h1);

  }

  }

  class Ctime{

  int count=1;

  public String toString(){

  return Integer.toString(count);

  }

  }

在HashMap中通过get()来获取value,通过put()来插入value,ContainsKey()则用来检验对象是否已经存在。可以看出,和ArrayList的操作相比,HashMap除了通过key索引其内容之外,别的方面差异并不大。

  前面介绍了,HashMap是基于HashCode的,在所有对象的超类Object中有一个HashCode()方法,但是它和equals方法一样,并不能适用于所有的情况,这样我们就需要重写自己的HashCode()方法。下面就举这样一个例子:

  import java.util.*;

  public class Exp2 {

  public static void main(String[] args){

  HashMap h2=new HashMap();

  for (int i=0;i<10;i++)

  h2.put(new Element(i), new Figureout());

  System.out.println("h2:");

  System.out.println("Get the result for Element:");

  Element test=new Element(5);

  if (h2.containsKey(test))

  System.out.println((Figureout)h2.get(test));

  else

  System.out.println("Not found");

  }

  }

  class Element{

  int number;

  public Element(int n){

  number=n;

  }

  }

  class Figureout{

  Random r=new Random();

  boolean possible=r.nextDouble()>0.5;

  public String toString(){

  if (possible)

  return "OK!";

  else

  return "Impossible!";

  }

  }

  在这个例子中,Element用来索引对象Figureout,也即Element为key,Figureout为value.在Figureout中随机生成一个浮点数,如果它比0.5大,打印"OK!",否则打印"Impossible!".之后查看Element(3)对应的Figureout结果如何。

  结果却发现,无论你运行多少次,得到的结果都是"Not found".也就是说索引Element(3)并不在HashMap中。这怎么可能呢?

  原因得慢慢来说:Element的HashCode方法继承自Object,而Object中的HashCode方法返回的HashCode对应于当前的地址,也就是说对于不同的对象,即使它们的内容完全相同,用HashCode()返回的值也会不同。这样实际上违背了我们的意图。因为我们在使用 HashMap时,希望利用相同内容的对象索引得到相同的目标对象,这就需要HashCode()在此时能够返回相同的值。在上面的例子中,我们期望 new Element(i) (i=5)与 Elementtest=newElement(5)是相同的,而实际上这是两个不同的对象,尽管它们的内容相同,但它们在内存中的地址不同。因此很自然的,上面的程序得不到我们设想的结果。下面对Element类更改如下:

  class Element{

  int number;

  public Element(int n){

  number=n;

  }

  public int hashCode(){

  return number;

  }

  public boolean equals(Object o){

  return (o instanceof Element) && (number==((Element)o)。number);

  }

  }

  在这里Element覆盖了Object中的hashCode()和equals()方法。覆盖hashCode()使其以number的值作为 hashcode返回,这样对于相同内容的对象来说它们的hashcode也就相同了。而覆盖equals()是为了在HashMap判断两个key是否相等时使结果有意义(有关重写equals()的内容可以参考我的另一篇文章《重新编写Object类中的方法》)。修改后的程序运行结果如下:

  h2:

  Get the result for Element:

  Impossible!

  请记住:如果你想有效的使用HashMap,你就必须重写在其的HashCode()。

  还有两条重写HashCode()的原则:

  [list=1]

  不必对每个不同的对象都产生一个唯一的hashcode,只要你的HashCode方法使get()能够得到put()放进去的内容就可以了。即"不为一原则".

  生成hashcode的算法尽量使hashcode的值分散一些,不要很多hashcode都集中在一个范围内,这样有利于提高HashMap的性能。即"分散原则".至于第二条原则的具体原因,有兴趣者可以参考Bruce Eckel的《Thinking in Java》,在那里有对HashMap内部实现原理的介绍,这里就不赘述了。

  掌握了这两条原则,你就能够用好HashMap编写自己的程序了。不知道大家注意没有,java.lang.Object中提供的三个方法:clone(),equals()和hashCode()虽然很典型,但在很多情况下都不能够适用,它们只是简单的由对象的地址得出结果。这就需要我们在自己的程序中重写它们,其实java类库中也重写了千千万万个这样的方法。利用面向对象的多态性--覆盖,Java的设计者很优雅的构建了Java的结构,也更加体现了Java是一门纯OOP语言的特性。

posted @ 2015-10-29 16:38  女人╮活出精彩来  阅读(283)  评论(0编辑  收藏  举报