Collection集合框架集合map

Collection集合框架集

Java培训之Collection集合框架集

Map

Map概述

• Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据：Key-Value
• Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据
• Map 中的 key 不允许重复
• key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到唯一的、确定的 value。
• Map接口的常用实现类：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和Properties。
• HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。
• 允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序。

Map的常用方法：

1、添加、删除操作：

• Object put(Object key,Object value)
• Object remove(Object key)
• void putAll(Map t)
• void clear()

2、元素查询的操作：

• Object get(Object key)
• boolean containsKey(Object key)
• boolean containsValue(Object value)
• int size()
• boolean isEmpty()

3、元视图的操作方法：

• Set keySet()
• Collection values()
• Set entrySet()

Map的遍历

Collection集合的遍历：（1）foreach（2）通过Iterator对象遍历

Map的遍历，不能支持foreach

（1）分开遍历：单独遍历所有key，还可以根据key获取对应value

单独遍历所有value

（2）成对遍历：遍历的是映射关系Map.Entry

Map.Entry是Map接口的内部接口。每一种Map内部有自己的Map.Entry的实现类

在Map中存储数据，实际上是将Key—->value的数据存储在Map.Entry接口的实例中，再在Map集合中插入Map.Entry的实例化对象，如图示：

publicstaticvoidmain(String[] args) {

Map map =newHashMap();

map.put(“邢涛”, 60);

map.put(“林明明”, 70);

map.put(“田杰”, 80);

map.put(“李铠”, 90);

map.put(“李信”, 60);

System.out.println(“map的所有key:”);

Set keys = map.keySet();//HashSet

for(Object key : keys){

System.out.println(key+“->”+map.get(key));

System.out.println(“map的所有的value：”);

Collection values = map.values();

Iterator iter = values.iterator();

while(iter.hasNext()){

System.out.println(iter.next());

System.out.println(“map所有的映射关系：”);

//映射关系的类型是Map.Entry类型，它是Map接口的内部接口

Set mappings = map.entrySet();

for(Object mapping : mappings){

//System.out.println(mapping);

Map.Entry entry = (Map·Entry)mapping;

System.out.println(“key：”+ entry.getKey()+ “，value是：”+entry.getValue());

Map的实现类

1、HashMap

HashMap 判断两个 key 相等的标准是：两个 key 通过 equals() 方法返回 true，hashCode 值也相等。

HashMap 判断两个 value相等的标准是：两个 value 通过 equals() 方法返回 true。

HashMap线程不安全

JDK1.8之前：

HashMap的内部存储结构其实是数组和链表的结合。当实例化一个HashMap时，系统会创建一个长度为Capacity的Entry数组，这个长度在哈希表中被称为容量(Capacity），在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为“桶”(bucket），每个bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查找bucket中的元素。

每个bucket中存储一个元素，即一个Entry对象，但每一个Entry对象可以带一个引用变量，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能生成一个Entry链。而且新添加的元素作为链表的head。

HashMap的扩容

当HashMap中的元素越来越多的时候，hash冲突的几率也就越来越高，因为数组的长度是固定的。所以为了提高查询的效率，就要对HashMap的数组进行扩容，而在HashMap数组扩容之后，最消耗性能的点就出现了：原数组中的数据必须重新计算其在新数组中的位置，并放进去，这就是resize。

那么HashMap什么时候进行扩容呢？

当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,不是数组中个数size)*loadFactor时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值为0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，数组大小为16，那么当HashMap中元素个数超过16*0.75=12（这个值就是代码中的threshold值，也叫做临界值）的时候，就把数组的大小扩展为 2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。

JDK1.8之后：

HashMap的内部存储结构其实是数组和链表/树的结合。当实例化一个HashMap时，会初始化initialCapacity和loadFactor，在put第一对映射关系时，系统会创建一个长度为initialCapacity的Node数组，这个长度在哈希表中被称为容量(Capacity），在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为“桶”(bucket），每个bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查找bucket中的元素。

每个bucket中存储一个元素，即一个Node对象，但每一个Node对象可以带一个引用变量next，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能生成一个Node链。也可能是一个一个TreeNode对象，每一个TreeNode对象可以有两个叶子结点left和right，因此，在一个桶中，就有可能生成一个TreeNode树。而新添加的元素作为链表的last，或树的叶子结点。（七上八下）

那么HashMap什么时候进行扩容和树形化呢？

当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,不是数组中个数size)*loadFactor时，就会进行数组扩容，loadFactor的默认值为0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况下，数组大小为16，那么当HashMap中元素个数超过16*0.75=12（这个值就是代码中的threshold值，也叫做临界值）的时候，就把数组的大小扩展为 2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。

当HashMap中的其中一个链的对象个数如果达到了8个，此时如果capacity没有达到64，那么HashMap会先扩容解决，如果已经达到了64，那么这个链会变成树，结点类型由Node变成TreeNode类型。当然，如果当映射关系被移除后，下次resize方法时判断树的结点个数低于6个，也会把树在转为链表。

关于映射关系的key是否可以修改？

映射关系存储到HashMap中会存储key的hash值，这样就不用在每次查找时重新计算每一个Entry或Node（TreeNode）的hash值了，因此如果已经put到Map中的映射关系，再修改key的属性，而这个属性又参与hashcode值的计算，那么会导致匹配不上。

HashSet的底层实现

publicclassHashSet

privatetransientHashMap

map;

privatestaticfinalObjectPRESENT=newObject();

publicHashSet() {

map =newHashMap<>();

publicHashSet(intinitialCapacity,floatloadFactor) {

map =newHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);

publicHashSet(intinitialCapacity) {

map =newHashMap<>(initialCapacity);

publicIterator

iterator() {

returnmap.keySet().iterator();

publicintsize() {

returnmap.size();

publicbooleanisEmpty() {

returnmap.isEmpty();

publicbooleancontains(Object o) {

returnmap.containsKey(o);

publicbooleanadd(E e) {

returnmap.put(e,PRESENT)==null;

publicbooleanremove(Object o) {

returnmap.remove(o)==PRESENT;

publicvoidclear() {

map.clear();

2、LinkedHashMap

LinkedHashMap 是 HashMap 的子类

与LinkedHashSet类似，LinkedHashMap 可以维护 Map 的迭代顺序：迭代顺序与 Key-Value 对的插入顺序一致

3、TreeMap

TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 key进行排序。TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 对处于有序状态。

TreeMap 的 Key 的排序：

自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException

定制排序：创建 TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对 TreeMap 中的所有 key 进行排序。

TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。

若使用自定义类作为TreeMap的key，所属类需要重写equals()和hashCode()方法，且equals()方法返回true时，compareTo()方法应返回0。

4、Hashtable

Hashtable是个古老的 Map 实现类，线程安全。

与HashMap不同，Hashtable 不允许使用 null 作为 key 和 value

与HashMap一样，Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序

Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与hashMap一致。

5、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 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)方法和getProperty(String key)方法

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