Java进阶--Map集合
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)。
Map接口的方法演示
package 集合和泛型.Map.demo01;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/*
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
*/
public class Demo01Map {
public static void main(String[] args) {
show01();
show02();
show03();
show04();
}
/*
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，key不重复，返回V是空
存储键值对,key重复，使用新的Value替换map中重复的value，返回被替换的value
*/
public static void show01(){
Map<String,String> map = new HashMap<>();
String v1 = map.put("李晨","范冰冰1");
System.out.println(v1);
String v2 = map.put("李晨","范冰冰2");
System.out.println(v2);
System.out.println(map);
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);
}
/*
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 static void show02(){
Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("李晨",180);
map.put("冷锋",185);
map.put("杨过",170);
System.out.println(map);
Integer v1 = map.remove("李晨");
System.out.println(v1);
System.out.println(map);
Integer v2 = map.remove("李白");
System.out.println(v2);
System.out.println(map);
}
/*
public V get(Object key)
根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
*/
public static void show03(){
Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("李晨",180);
map.put("冷锋",185);
map.put("杨过",170);
System.out.println(map);
Integer v1 = map.get("杨过");
System.out.println(v1);
Integer v2 = map.get("李白");
System.out.println(v2);
}
/*
boolean containsKey(Object key)
判断集合中是否包含指定的键。
*/
public static void show04(){
Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("李晨",180);
map.put("冷锋",185);
map.put("杨过",170);
System.out.println(map);
boolean b1 = map.containsKey("杨过");
System.out.println(b1);
boolean b2 = map.containsKey("李白");
System.out.println(b2);
}
}
tips:
使用put方法时，若指定的键(key)在集合中没有，则没有这个键对应的值，返回null，并把指定的键值添加到集合中；
若指定的键(key)在集合中存在，则返回值为集合中键对应的值（该值为替换前的值），并把指定键所对应的值，替换成指定的新值。
1.4 Map集合遍历键找值方式
键找值方式：即通过元素中的键，获取键所对应的值
分析步骤：
- 获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:
keyset() - 遍历键的Set集合，得到每一个键。
- 根据键，获取键所对应的值。方法提示:
get(K key)
代码演示：
package 集合和泛型.Map.demo01;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
/*
通过键找值的方式，变量Map集合
Map集合中的public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
*/
public class Demo02KeySet {
public static void main(String[] args) {
Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("赵丽颖",168);
map.put("杨颖",165);
map.put("林志玲",170);
System.out.println(map);
Set<String> set = map.keySet();
// 迭代器
Iterator it = set.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(map.get(it.next()));
}
System.out.println("----------------");
//for循环
for(String key: set){
System.out.println(map.get(key));
}
}
}
{林志玲=170, 赵丽颖=168, 杨颖=165}
170
168
165
----------------
170
168
165
遍历图解：
1.5 Entry键值对对象
我们已经知道，Map中存放的是两种对象，一种称为key(键)，一种称为value(值)，它们在在Map中是一一对应关系，这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。
既然Entry表示了一对键和值，那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法：
public K getKey()：获取Entry对象中的键。public V getValue()：获取Entry对象中的值。
在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：
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)。
1.6 Map集合遍历键值对方式
键值对方式：即通过集合中每个键值对(Entry)对象，获取键值对(Entry)对象中的键与值。
操作步骤与图解：
- 获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。方法提示:
entrySet()。 - 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。
- 通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。 方法提示:
getkey() getValue()
public class MapDemo02 {
public static void main(String[] args) {
// 创建Map集合对象
HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
// 添加元素到集合
map.put("胡歌", "霍建华");
map.put("郭德纲", "于谦");
map.put("薛之谦", "大张伟");
// 获取 所有的 entry对象 entrySet
Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
// 遍历得到每一个entry对象
for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
// 解析
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key+"的CP是:"+value);
}
}
}package 集合和泛型.Map.demo01;
import java.util.*;
/*
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)。
*/
public class Demo03entrySet {
public static void main(String[] args) {
Map<String,String> map = new HashMap<>();
map.put("黄晓明","杨颖");
map.put("冷锋","龙小云");
map.put("杨过","小龙女");
System.out.println(map);
Set<Map.Entry<String,String>> entryset = map.entrySet();
System.out.println(entryset);
Iterator<Map.Entry<String,String>> it = entryset.iterator();
while(it.hasNext()){
Map.Entry<String,String> entry = it.next();
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key+"--"+value);
}
System.out.println("-------------------------------");
for(Map.Entry<String,String> entry:entryset){
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key+"--"+value);
}
}
}
遍历图解：
tips：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。
1.7 HashMap存储自定义类型键值
练习：每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。
注意，学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。
编写学生类：
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student() {
}
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = 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;
}
@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);
}
}
编写测试类：
public class HashMapTest {
public static void main(String[] args) {
//1,创建Hashmap集合对象。
Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();
//2,添加元素。
map.put(newStudent("lisi",28), "上海");
map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");
map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");
map.put(newStudent("zhouqi",25), "广州");
map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");
//3,取出元素。键找值方式
Set<Student>keySet = map.keySet();
for(Student key: keySet){
Stringvalue = map.get(key);
System.out.println(key.toString()+"....."+value);
}
}
}
- 当给HashMap中存放自定义对象时，如果自定义对象作为key存在，这时要保证对象唯一，必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记，请回顾HashSet存放自定义对象)。
- 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致，可以使用
java.util.LinkedHashMap集合来存放。
1.8 LinkedHashMap
我们知道HashMap保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？
在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
package 集合和泛型.Map.demo03LinkedHashMap;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
/*
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("d","d");
map.put("a","d");
System.out.println(map); // {a=d, b=b, c=c, d=d} 不允许重复的Key，存储是无序的
LinkedHashMap<String,String> linkedmap = new LinkedHashMap<>();
linkedmap.put("a","a");
linkedmap.put("c","c");
linkedmap.put("b","b");
linkedmap.put("d","d");
linkedmap.put("a","d");
System.out.println(linkedmap); // {a=d, c=c, b=b, d=d} 不允许重复的Key,安装存储的顺序保存
}
}
结果:
{a=d, b=b, c=c, d=d}
{a=d, c=c, b=b, d=d}
1.9 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
package 集合和泛型.Map.demo03LinkedHashMap;
import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
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);
Hashtable<String,String> table = new Hashtable<>();
table.put(null,"a");
table.put("b",null);
table.put(null,null);
System.out.println(table); //NullPointerException
}
}
{null=null, b=null}
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at java.base/java.util.Hashtable.put(Hashtable.java:480)
at 集合和泛型.Map.demo03LinkedHashMap.Demo02Hashtable.main(Demo02Hashtable.java:28)
1.10 Map集合练习
需求：
计算一个字符串中每个字符出现次数。
分析：
- 获取一个字符串对象
- 创建一个Map集合，键代表字符，值代表次数。
- 遍历字符串得到每个字符。
- 判断Map中是否有该键。
- 如果没有，第一次出现，存储次数为1；如果有，则说明已经出现过，获取到对应的值进行++，再次存储。
- 打印最终结果
代码：
public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
//友情提示
System.out.println("请录入一个字符串:");
String line = new Scanner(System.in).nextLine();
// 定义 每个字符出现次数的方法
findChar(line);
}
private static void findChar(String line) {
//1:创建一个集合 存储 字符 以及其出现的次数
HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
//2:遍历字符串
for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
char c = line.charAt(i);
//判断 该字符 是否在键集中
if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
//那就是第一次
map.put(c, 1);
} else {
//先获取之前的次数
Integer count = map.get(c);
//count++;
//再次存入 更新
map.put(c, ++count);
}
}
System.out.println(map);
}
}
