Map接口

Map接口概述

• Map與Collection并列存在。用于保存具有映射關系的數據:key-value
• Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用類型的數據
• Map 中的 key 用Set來存放，不允許重復，即同一個 Map 對象所對應的類，須重寫hashCode()和equals()方法
• 常用String類作為Map的“鍵”
• key 和 value 之間存在單向一對一關系，即通過指定的 key 總能找到唯一的、確定的 value
• Map接口的常用實現類：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和Properties。其中，HashMap是 Map 接口使用頻率最高的實現類

Map接口常用方法

添加、刪除、修改操作：

• Object put(Object key,Object value)：將指定key-value添加到(或修改)當前map對象中

• void putAll(Map m):將m中的所有key-value對存放到當前map中

• Object remove(Object key)：移除指定key的key-value對，并返回value

• void clear()：清空當前map中的所有數據
  元素查詢的操作：

• Object get(Object key)：獲取指定key對應的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對的個數

• boolean isEmpty()：判斷當前map是否為空

• boolean equals(Object obj)：判斷當前map和參數對象obj是否相等
  元視圖操作的方法：

• Set keySet()：返回所有key構成的Set集合

• Collection values()：返回所有value構成的Collection集合

• Set entrySet()：返回所有key-value對構成的Set集合

package BaiYSExer4;import org.junit.Test;import java.util.*;/*** @author Baiysmart* @create 2020-03-25 13:40** Map中定義的方法：* ? 添加、刪除、修改操作： ? Object put(Object key,Object value)：將指定key-value添加到(或修改)當前map對象中* ? void putAll(Map m):將m中的所有key-value對存放到當前map中 ? Object remove(Object key)：移除指定key的key-value對，并返回value* ? void clear()：清空當前map中的所有數據* ? 元素查詢的操作：* ? Object get(Object key)：獲取指定key對應的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對的個數* ? boolean isEmpty()：判斷當前map是否為空* ? boolean equals(Object obj)：判斷當前map和參數對象obj是否相等* ? 元視圖操作的方法：* ? Set keySet()：返回所有key構成的Set集合* ? Collection values()：返回所有value構成的Collection集合* ? Set entrySet()：返回所有key-value對構成的Set集合*/ public class MapTest {/*? 添加、刪除、修改操作：? Object put(Object key,Object value)：將指定key-value添加到(或修改)當前map對象中* ? void putAll(Map m):將m中的所有key-value對存放到當前map中? Object remove(Object key)：移除指定key的key-value對，并返回value* ? void clear()：清空當前map中的所有數據*/@Testpublic void test1(){Map map = new HashMap();//添加map.put("AA",123);map.put("BB",56);map.put("CC",87);//修改map.put("AA",3);System.out.println(map);System.out.println("***********************");Map map1 = new HashMap();map1.put("DD",88);map1.put("EE",28);map1.put("MM",88);map.putAll(map1);System.out.println(map);System.out.println("****************");//remove(Object key)Object value = map.remove("MM");System.out.println(value);System.out.println(map);//clear();System.out.println("*****************");map.clear();System.out.println(map);//{}System.out.println(map.size());//0}/*? 元素查詢的操作：* ? Object get(Object key)：獲取指定key對應的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對的個數* ? boolean isEmpty()：判斷當前map是否為空* ? boolean equals(Object obj)：判斷當前map和參數對象obj是否相等*/@Testpublic void test2(){Map map = new HashMap();//添加map.put("AA",123);map.put("BB",56);map.put("CC",87);map.put(333,999);//Object get(object key)System.out.println(map.get(333));boolean aa = map.containsKey("AA");System.out.println(aa);boolean b = map.containsValue(999);System.out.println(b);System.out.println(map.size());boolean empty = map.isEmpty();System.out.println(empty);map.clear();boolean empty1 = map.isEmpty();System.out.println(empty1);}/*? 元視圖操作的方法：* ? Set keySet()：返回所有key構成的Set集合* ? Collection values()：返回所有value構成的Collection集合* ? Set entrySet()：返回所有key-value對構成的Set集合*/@Testpublic void test3(){Map map = new HashMap();//添加map.put("AA",123);map.put("BB",56);map.put("CC",87);map.put(333,999);//遍歷所有的key：keySet()Set set = map.keySet();Iterator iterator = set.iterator();while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}System.out.println("*******************");//遍歷所有的value：values()Collection values = map.values();//增強for循環for (Object object :values){System.out.println(object);}System.out.println("*********************");//遍歷所有的key-value：entrySet()//方式一Set set1 = map.entrySet();Iterator iterator1 = set1.iterator();while (iterator1.hasNext()){System.out.println(iterator1.next());}//方式二Set set2 = map.keySet();Iterator iterator2 = set2.iterator();while (iterator2.hasNext()){Object key = iterator2.next();Object value = map.get(key);System.out.println(key+"--->"+value);}} }

Map實現類之一：HashMap

• HashMap是 Map 接口使用頻率最高的實現類。
• 允許使用null鍵和null值，與HashSet一樣，不保證映射的順序。
• 所有的key構成的集合是Set:無序的、不可重復的。所以，key所在的類要重寫：equals()和hashCode()
• 所有的value構成的集合是Collection:無序的、可以重復的。所以，value所在的類要重寫：equals()
• 一個key-value構成一個entry
• 所有的entry構成的集合是Set:無序的、不可重復的
• HashMap 判斷兩個 key 相等的標準是：兩個 key 通過 equals() 方法返回 true，hashCode 值也相等。
• HashMap 判斷兩個 value相等的標準是：兩個 value 通過 equals() 方法返回 true。

HashMap的存儲結構

JDK 7及以前版本：HashMap是數組+鏈表結構(即為鏈地址法)
JDK 8版本發布以后：HashMap是數組+鏈表+紅黑樹實現。

JDK1.8之前

• HashMap的內部存儲結構其實是數組和鏈表的結合。當實例化一個HashMap時，系統會創建一個長度為Capacity的Entry數組，這個長度在哈希表中被稱為容量(Capacity)，在這個數組中可以存放元素的位置我們稱之為“桶”(bucket)，每個bucket都有自己的索引，系統可以根據索引快速的查找bucket中的元素。
• 每個bucket中存儲一個元素，即一個Entry對象，但每一個Entry對象可以帶一個引用變量，用于指向下一個元素，因此，在一個桶中，就有可能生成一個Entry鏈。而且新添加的元素作為鏈表的head。
  添加元素的過程：
  向HashMap中添加entry1(key，value)，需要首先計算entry1中key的哈希值(根據key所在類的hashCode()計算得到)，此哈希值經過處理以后，得到在底層Entry[]數組中要存儲的位置i。如果位置i上沒有元素，則entry1直接添加成功。如果位置i上已經存在entry2(或還有鏈表存在的entry3，entry4)，則需要通過循環的方法，依次比較entry1中key和其他的entry。如果彼此hash值不同，則直接添加成功。如果hash值不同，繼續比較二者是否equals。如果返回值為true，則使用entry1的value去替換equals為true的entry的value。如果遍歷一遍以后，發現所有的equals返回都為false,則entry1仍可添加成功。entry1指向原有的entry元素。
  HashMap的擴容
  當HashMap中的元素越來越多的時候，hash沖突的幾率也就越來越高，因為數組的長度是固定的。所以為了提高查詢的效率，就要對HashMap的數組進行擴容，而在HashMap數組擴容之后，最消耗性能的點就出現了：原數組中的數據必須重新計算其在新數組中的位置，并放進去，這就是resize。
  那么HashMap什么時候進行擴容呢？
  當HashMap中的元素個數超過數組大小(數組總大小length,不是數組中個數
  size)loadFactor 時 ， 就 會 進 行 數 組 擴 容 ， loadFactor 的默認 值(DEFAULT_LOAD_FACTOR)為0.75，這是一個折中的取值。也就是說，默認情況下，數組大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)為16，那么當HashMap中元素個數超過160.75=12（這個值就是代碼中的threshold值，也叫做臨界值）的時候，就把數組的大小擴展為 2*16=32，即擴大一倍，然后重新計算每個元素在數組中的位置，而這是一個非常消耗性能的操作，所以如果我們已經預知HashMap中元素的個數，那么預設元素的個數能夠有效的提高HashMap的性能。
  

JDK1.8

• HashMap的內部存儲結構其實是數組+鏈表+樹的結合。當實例化一個HashMap時，會初始化initialCapacity和loadFactor，在put第一對映射關系時，系統會創建一個長度為initialCapacity的Node數組，這個長度在哈希表中被稱為容量(Capacity)，在這個數組中可以存放元素的位置我們稱之為“桶”(bucket)，每個bucket都有自己的索引，系統可以根據索引快速的查找bucket中的元素。
• 每個bucket中存儲一個元素，即一個Node對象，但每一個Node對象可以帶一個引用變量next，用于指向下一個元素，因此，在一個桶中，就有可能生成一個Node鏈。也可能是一個一個TreeNode對象，每一個TreeNode對象可以有兩個葉子結點left和right，因此，在一個桶中，就有可能生成一個TreeNode樹。而新添加的元素作為鏈表的last，或樹的葉子結點。
  那么HashMap什么時候進行擴容和樹形化呢？
  當HashMap中的元素個數超過數組大小(數組總大小length,不是數組中個數size)loadFactor 時 ， 就會進行數組擴容 ， loadFactor 的默認 (DEFAULT_LOAD_FACTOR)為0.75，這是一個折中的取值。也就是說，默認情況下，數組大(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)為16，那么當HashMap中元素個數超過160.75=12（這個值就是代碼中的threshold值，也叫做臨界值）的時候，就把數組的大小擴展為 2*16=32，即擴大一倍，然后重新計算每個元素在數組中的位置，而這是一個非常消耗性能的操作，所以如果我們已經預知HashMap中元素的個數，那么預設元素的個數能夠有效的提高HashMap的性能。
  當HashMap中的其中一個鏈的對象個數如果達到了8個，此時如果capacity沒有達到64，那么HashMap會先擴容解決，如果已經達到了64，那么這個鏈會變成樹，結點類型由Node變成TreeNode類型。當然，如果當映射關系被移除后，下次resize方法時判斷樹的結點個數低于6個，也會把樹再轉為鏈表。
  
  總結：JDK1.8相較于之前的變化：
  1 .HashMap map = new HashMap();//默認情況下，先不創建長度為16的數組
  2 當首次調用map.put()時，再創建長度為16的數組
  3 數組為Node類型，在jdk7中稱為Entry類型
  4 形成鏈表結構時，新添加的key-value對在鏈表的尾部（七上八下）
  5 當數組指定索引位置的鏈表長度>8時，且map中的數組的長度> 64時，此索引位置上的所有key-value對使用紅黑樹進行存儲。

HashMap源碼中的重要常量

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默認容量，16
MAXIMUM_CAPACITY ： HashMap的最大支持容量，2^30
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默認加載因子
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中鏈表長度大于該默認值，轉化為紅黑樹
UNTREEIFY_THRESHOLD：Bucket中紅黑樹存儲的Node小于該默認值，轉化為鏈表
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被樹化時最小的hash表容量。（當桶中Node的
數量大到需要變紅黑樹時，若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY時，此時應執行
resize擴容操作這個MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4
倍。）
table：存儲元素的數組，總是2的n次冪
entrySet：存儲具體元素的集
size：HashMap中存儲的鍵值對的數量
modCount：HashMap擴容和結構改變的次數。
threshold：擴容的臨界值，=容量*填充因子
loadFactor：填充因子

Map實現類之二：LinkedHashMap

• LinkedHashMap 是 HashMap 的子類
• 在HashMap存儲結構的基礎上，使用了一對雙向鏈表來記錄添加元素的順序
• 與LinkedHashSet類似，LinkedHashMap 可以維護 Map 的迭代
  順序：迭代順序與 Key-Value 對的插入順序一致

Map實現類之三：TreeMap

• TreeMap存儲 Key-Value 對時，需要根據 key-value 對進行排序。
  TreeMap 可以保證所有的 Key-Value 對處于有序狀態。
• TreeSet底層使用紅黑樹結構存儲數據
• TreeMap 的 Key 的排序：
  ?自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必須實現 Comparable 接口，而且所有的 Key 應該是同一個類的對象，否則將會拋出ClasssCastException
  ?定制排序：創建 TreeMap 時，傳入一個 Comparator 對象，該對象負責對TreeMap 中的所有 key 進行排序。此時不需要 Map 的 Key 實現Comparable 接口
• TreeMap判斷兩個key相等的標準：兩個key通過compareTo()方法或者compare()方法返回0。

Map實現類之四：Hashtable

• Hashtable是個古老的 Map 實現類，JDK1.0就提供了。不同于HashMap，Hashtable是線程安全的。
• Hashtable實現原理和HashMap相同，功能相同。底層都使用哈希表結構，查詢速度快，很多情況下可以互用。
• 與HashMap不同，Hashtable 不允許使用 null 作為 key 和 value
• 與HashMap一樣，Hashtable 也不能保證其中 Key-Value 對的順序
• Hashtable判斷兩個key相等、兩個value相等的標準，與HashMap一致。

Map實現類之五：Properties

• Properties 類是 Hashtable 的子類，該對象用于處理屬性文件
• 由于屬性文件里的 key、value 都是字符串類型，所以 Properties 里的 key 和 value 都是字符串類型
• 存取數據時，建議使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

package BaiYSExer4;import java.io.FileInputStream; import java.util.Properties;/*** @author Baiysmart* @create 2020-03-25 15:31*/ //Properties:常用來處理配置文件 public class PropertiesTest {public static void main(String[] args) throws Exception {Properties properties = new Properties();FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");properties.load(fis);//加載流對應的文件String name = properties.getProperty("name");String password = properties.getProperty("password");System.out.println(name+"--->"+password);} }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java Map接口详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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