Map接口及其实现类(HashMap, TreeMap)

[一. Map 接口](#一. Map 接口)

[(一). Map接口基本介绍](#(一). Map接口基本介绍)

[(二). Map接口中的方法及其使用](#(二). Map接口中的方法及其使用)

[1. 添加元素](#1. 添加元素)

[2. 删除元素](#2. 删除元素)

[3. 遍历元素](#3. 遍历元素)

[4. 判断](#4. 判断)

[二. HashMap 类](#二. HashMap 类)

[(一). HashMap 基本介绍](#(一). HashMap 基本介绍)

[(二). HashMap 的存储方式](#(二). HashMap 的存储方式)

[(三). HashMap 中的方法及其使用](#(三). HashMap 中的方法及其使用)

[三. TreeMap 类](#三. TreeMap 类)

[(一). TreeMap基本介绍](#(一). TreeMap基本介绍)

[(二) Comparable 和 Comparator](#(二) Comparable 和 Comparator)

一. Map 接口

(一). Map接口基本介绍

(1) Map 是Java集合框架中Collection的一个子接口.

(2) Map 用于存放键值对.

(3) Map 接口本身不保证元素有序, 但是其实现类(TreeMap)保证元素有序.

(4) Map不允许有重复的键 , 但是允许有重复的值.

(3) Map 的两个最常用的的实现类是 HashMap 和 TreeMap.

(4) Map 是一个接口, 不能实例化对象, 我们在使用List创建对象的时候要用它的实现类来创建.

(二). Map接口中的方法及其使用

上面是Map接口的所有方法, 如果有详细了解的需要, 大家可以自行查阅官方文档. 在这里我们纸条一些常用的方法进行演示~

首先我们需要创建一个Map集合, 假设我们的Map中存放的是 <String, String> 键值对.

1. 添加元素

添加元素使用 put() 方法.

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class demo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //1. 添加元素
        map.put("苹果","apple");
        map.put("香蕉","banana");
        map.put("梨","pear");
        System.out.println(map);
    }
}

2. 删除元素

删除元素时, 调用remove()方法, 输入键值, 会把这个键值对一并删掉.

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class demo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //1. 添加元素
        map.put("苹果","apple");
        map.put("香蕉","banana");
        map.put("梨","pear");
        System.out.println(map);

        //2. 删除元素
        map.remove("香蕉");
        System.out.println(map);
    }
}

3. 遍历元素

(1) 使用 keySet() 遍历

keySet()方法返回一个Set集合 , 里面存放的是map中全部key值.

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class demo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("苹果","apple");
        map.put("香蕉","banana");
        map.put("梨","pear");

        Set<String> keySet = map.keySet();
        for (String key: keySet) {  //for-each 遍历
            System.out.println(key + map.get(key));
        }

    }
}

(2) 使用 entrySet() 遍历

entrySet()方法返回一个Set集合 , 里面存放的是map中所有的Entry对象. (一个Entry对象就是一个键值对, 所以这个方法就是返回了map中所有的键值对.)

[注]: 这里是Map中的键值对 , 而且键和值都是String类型, 所以我们这里的Entry类型写做: Map.Entry<String, String>.

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class demo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("苹果","apple");
        map.put("香蕉","banana");
        map.put("梨","pear");

        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String, String> entry: entrySet) {  //for-each遍历
            System.out.println(entry);
        }

    }
}

4. 判断

containsKey()方法用来判断是否包含某一key值.

containsValue()方法用来判断是否包含某一value值.

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class demo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("苹果","apple");
        map.put("香蕉","banana");
        map.put("梨","pear");
        System.out.println(map);


        System.out.println(map.containsKey("苹果"));
        System.out.println(map.containsValue("pear"));
        System.out.println(map.containsValue("melon"));
    }
}

isEmpty() 判断当前map是否为空 ,clear() 清空当前map.

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class demo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("苹果","apple");
        map.put("香蕉","banana");
        map.put("梨","pear");
        System.out.println(map);

        System.out.println(map.isEmpty());
        map.clear();
        System.out.println(map.isEmpty());
    }
}

二. HashMap 类

(一). HashMap 基本介绍

(1) HashMap继承于 Map接口, 是Java集合框架的一部分.

(2) HashMap 用于存放不重复, 无序的元素.

(3) HashMap 底层使用哈希表来实现.

[注]: 我们可以简单认为: 哈希表 = 数组 + 链表 + 红黑树

(二). HashMap 的存储方式

与HashSet类似, HashMap也是基于哈希表实现的, 也就是说, HashMap存储的的类也需要**++重写equals()方法和 hashCode() 方法++.**

HashSet 和 HashMap 不同的是 ++HashSet存储的是单个的对象, 而HashMap存储的是键值对++.

存储元素X时:

先根据hashcode方法计算出一个地址:

如果该地址上没有键值对, 直接放在这里;

如果该地址上有元素, 调用equals方法比较该元素和元素X是否是同一键值对.

如果是同一元素, 则认为是重复的, 不进行存储;

如果不是同一元素 ,则以链表形式存储在该元素后面.

示意图如下:

(三). HashMap 中的方法及其使用

我们首先定义一个Student类:

java 复制代码

import java.util.Objects;

public class Student {
    private String name;
    private int 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;
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        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 && name.equals(student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

1. 添加元素

java 复制代码

import java.util.HashMap;

public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student,String> hashMap = new HashMap<>();
        Student s1 = new Student("Bob",22);
        Student s2 = new Student("Anna", 23);
        Student s3 = new Student("Jack",35);
        hashMap.put(s1,"1001");
        hashMap.put(s2,"1002");
        hashMap.put(s3,"1003");
        System.out.println(hashMap);
        System.out.println(hashMap.size());
    }
}

java 复制代码

import java.util.HashMap;

public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student,String> hashMap = new HashMap<>();
        Student s1 = new Student("Bob",22);
        Student s2 = new Student("Anna", 23);
        Student s3 = new Student("Jack",35);
        hashMap.put(s1,"1001");
        hashMap.put(s2,"1002");
        hashMap.put(s3,"1003");
        System.out.println(hashMap);
        System.out.println(hashMap.size());

        hashMap.put(new Student("Bob",22),"1001");
        System.out.println(hashMap.size());
    }
}

我们这里再创建一个和s1完全相同的对象, 创建键值对 (s1, "1001"), 再尝试往map里面存储. 但是由于我们重写了hashCode()方法和 equals()方法, 我们这里就判定得到元素重复了, 所以就不能往里再存储了.

2. 删除元素

删除元素时, 调用remove()方法, 输入键值, 会把这个键值对一并删掉.

java 复制代码

import java.util.HashMap;

public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student,String> hashMap = new HashMap<>();
        Student s1 = new Student("Bob",22);
        Student s2 = new Student("Anna", 23);
        Student s3 = new Student("Jack",35);
        hashMap.put(s1,"1001");
        hashMap.put(s2,"1002");
        hashMap.put(s3,"1003");
        System.out.println(hashMap);
        System.out.println(hashMap.size());

        hashMap.remove(s2);
        System.out.println(hashMap);
        System.out.println(hashMap.size());

    }
}

3. 遍历元素

(1) 使用 keySet() 遍历

keySet()方法返回一个Set集合 , 里面存放的是map中全部key值.

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student,String> hashMap = new HashMap<>();
        Student s1 = new Student("Bob",22);
        Student s2 = new Student("Anna", 23);
        Student s3 = new Student("Jack",35);
        hashMap.put(s1,"1001");
        hashMap.put(s2,"1002");
        hashMap.put(s3,"1003");

        Set<Student> set = hashMap.keySet();
        for (Student s: set) {
            System.out.println(s + hashMap.get(s));
        }

    }
}

(2) 使用 entrySet() 遍历

entrySet()方法返回一个Set集合 , 里面存放的是map中所有的Entry对象. (一个Entry对象就是一个键值对, 所以这个方法就是返回了map中所有的键值对.)

[注]: 这里是Map中的键值对 , 而且键和值都是String类型, 所以我们这里的Entry类型写做: Map.Entry<String, String>.

java 复制代码

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student,String> hashMap = new HashMap<>();
        Student s1 = new Student("Bob",22);
        Student s2 = new Student("Anna", 23);
        Student s3 = new Student("Jack",35);
        hashMap.put(s1,"1001");
        hashMap.put(s2,"1002");
        hashMap.put(s3,"1003");

       Set<Map.Entry<Student,String>> set = hashMap.entrySet();
       for (Map.Entry<Student,String> entry : set) {
           System.out.println(entry);
       }

    }
}

4. 判断

containsKey()方法用来判断是否包含某一key值.

containsValue()方法用来判断是否包含某一value值.

java 复制代码

import java.util.HashMap;

public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student,String> hashMap = new HashMap<>();
        Student s1 = new Student("Bob",22);
        Student s2 = new Student("Anna", 23);
        Student s3 = new Student("Jack",35);
        hashMap.put(s1,"1001");
        hashMap.put(s2,"1002");
        hashMap.put(s3,"1003");

        System.out.println(hashMap.containsKey(s3)); //判断是否包含s3这个键.
        System.out.println(hashMap.containsValue("1002"));  //判断是否包含"1002"这个值.

        
    }
}

isEmpty() 判断当前map是否为空 ,clear() 清空当前map.

java 复制代码

import java.util.HashMap;

public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student,String> hashMap = new HashMap<>();
        Student s1 = new Student("Bob",22);
        Student s2 = new Student("Anna", 23);
        Student s3 = new Student("Jack",35);
        hashMap.put(s1,"1001");
        hashMap.put(s2,"1002");
        hashMap.put(s3,"1003");

        System.out.println(hashMap.isEmpty());
        hashMap.clear();
        System.out.println(hashMap.isEmpty());
    }
}

三. TreeMap 类

(一). TreeMap基本介绍

(1) TreeMap 继承于 Map接口, 是Java集合框架的一部分.

(2) TreeMap 用于存放不重复, 无序的元素.

(3) TreeMap 底层使用红黑树来实现.

(4) TreeMap 实现了SortedMap 接口 , 可以实现元素的自动排序.

[注]: 红黑树是一种自平衡 的二叉搜索树 ++(二叉树的特点是任意结点左子树都小于它本身, 任意节点的右子树都大于它本身)++.

[注]: 这里TreeMap中存放无序元素的 "无序" 指的是不按照添加元素的顺序来存放元素 , 但是会根据红黑树来存放和排序其中的元素.

总的来说, TreeMap 和 TreeSet 的区别就在于 TreeMap 中存放键值对, TreeSet 中存放一个一个的对象.

TreeMap 添加元素, 删除元素, 遍历的方法和HashMap 完全一样. 这里不再赘述.

(二) Comparable 和 Comparator

由于TreeMap底层也是用红黑树实现的, 所以我们也需要重写比较方法, 制定我们自己的比较规则.

有两种方式:

(1) 实现 Comparable 接口, 重写 Comparable 方法.

(2) 实现 Comparator 接口, 重写Compare 方法.

Map接口 及其 实现类(HashMap, TreeMap)

一. Map 接口

(一). Map接口基本介绍

(二). Map接口中的方法及其使用

1. 添加元素

2. 删除元素

3. 遍历元素

(1) 使用 keySet() 遍历

(2) 使用 entrySet() 遍历

4. 判断

二. HashMap 类

(一). HashMap 基本介绍

(二). HashMap 的存储方式

(三). HashMap 中的方法及其使用

1. 添加元素

2. 删除元素

3. 遍历元素

(1) 使用 keySet() 遍历

(2) 使用 entrySet() 遍历

4. 判断

三. TreeMap 类

(一). TreeMap基本介绍

(二) Comparable 和 Comparator

Map接口及其实现类(HashMap, TreeMap)