Java---Map 接口 - 技术栈

Map 的介绍

Map 是 Java 中用于存储键值对的集合接口，常见实现包括 HashMap 、TreeMap 和 LinkedHashMap。它允许通过键快速查找对应的值。

Map 接口实现类的特点【很实用】

注意：这里讲的是 JDK8 的 Map接口特点

1）Map 与 Collection 并列存在。用于保存具有映射关系的数据：Key-Value

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package com.heima.Hello.Map_;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class map_ {
    public static void main(String[] args) {
        // 1）Map 与 Collection 并列存在。用于保存具有映射关系的数据：Key-Value(双列元素)
        Map map = new HashMap();
        map.put("no1", "张无忌"); // k-v
        map.put("no2","张飞"); // k-v
        System.out.println("map = " + map);

    }
}

2）Map 中的 key 和 values 可以是任何引用类型的数据，会封装到 HashMap$Node 对象中，当有相同的 key ，就会替换掉原来的 value

3）Map中的 key 不允许重复，原因和 HashSet 一样

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package com.heima.Hello.Map_;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class map_ {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put("no1", "张无忌"); // k-v
        map.put("no2","张飞"); // k-v
        map.put("no1","张三丰");
        System.out.println("map = " + map);

    }
}

4）Map 中的 value 可以重复

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package com.heima.Hello.Map_;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class map_ {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put("no1", "张无忌"); // k-v
        map.put("no2","张飞"); // k-v
        map.put("no3","张无忌");
        System.out.println("map = " + map);
    }
}

5）Map 的 key 可以为 null，value 也可以为null，注意 key 为null，只能有一个，value 为 null，可以多个

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package com.heima.Hello.Map_;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class map_ {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put(null,null);
        map.put(null,"你好");
        System.out.println("map = " + map);

    }
}

6）常用 String 类作为 Map 的 Key (常用的是 String 类，但也可以是其他类型， Object 的子类)

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package com.heima.Hello.Map_;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class map_ {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put(1,"阳光");
        map.put(new Object(),"周芷若");
        System.out.println("map = " + map);

    }
}

7）key 和 value 之间存在单向一对关系，即通过 get 方法，指定的 key 总能找到对应的 value

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package com.heima.Hello.Map_;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class map_ {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put(1,"阳光");
        map.put(new Object(),"周芷若");
        map.put("no1","金毛狮王");
        map.put(22.0,"小龙女");
        map.put("no2","abcd");
        System.out.println("map = " + map);

        // 通过 get 方法，传入 key，返回相应的 value
        System.out.println(map.get("no2"));

    }
}

8）Map 存放数据的 key-value 示意图，一对 k - y是放在一个 HashMap$Node 中的，有因为 Node 实现了 Entry 接口，有些书上也说一对 k - y 就是一个 Entry（如图）

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package com.heima.Hello.Map_;

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

public class map_ {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put("first", "贾宝玉");
        map.put("Second", "林黛玉");

        // 解读
        // 1. k-v 最后是 HashMap$Node node = newNode(hash , key , value , null)
        // 2. k-v 为了程序员遍历，还会创建 EntrySet 集合，该集合存放的元素的类型 Entry ，而一个 Entry
        // 对象就有 k-v EntrySet<Entry<k,v>>,即：transient Set<Map.Entry<k,v>> entrySet;
        // 3. entrySet 中，定义的类型是 Map.Entry,但是实际上存放的还是HashMap$Node
        // 这是因为 static class Node<k,v> implements Map.Entry<k.v>
        // 4. 当把 HashMap$Node 对象 存放到 entrySet 就方便我们的遍历
        // k getKey()  v getValue()
        Set set = map.entrySet();
        System.out.println(set.getClass()); // HashMap$Node
        for (Object obj : set) {
            // System.out.println(obj.getClass());
            // 为了从HashMap$Node 中取出 k-v
            // 1. 先做一个向下转型
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "-" + entry.getValue());
        }


    }
}

Map接口和常用方法

1）put 添加

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package com.heima.Hello.Map_;

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

public class MapMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();

        map.put("水果","苹果");
        map.put("蔬菜","西兰花");
        map.put("蔬菜","萝卜");
        map.put(null,"书籍");

        System.out.println("map = " + map);
    }
}

2）remove 根据键删除映射关系

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package com.heima.Hello.Map_;

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

public class MapMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();

        map.put("水果","苹果");
        map.put("蔬菜","西兰花");
        map.put("蔬菜","萝卜");
        map.put("交通工具","地铁");
        map.put(null,"书籍");

        System.out.println("map = " + map);

        map.remove(null);
        System.out.println("使用 remove 方法后的 map = " + map);
    }
    
}

3）get 根据键获取值

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package com.heima.Hello.Map_;

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

public class MapMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();

        map.put("水果","苹果");
        map.put("蔬菜","西兰花");
        map.put("蔬菜","萝卜");
        map.put("交通工具","地铁");

        Object value = map.get("交通工具");
        System.out.println(value); //通过 key 得到 value
    }

}

4）size获取元素个数

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package com.heima.Hello.Map_;

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

public class MapMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();

        map.put("水果","苹果");
        map.put("蔬菜","西兰花");
        map.put("蔬菜","萝卜");
        map.put("交通工具","地铁");

        System.out.println(map.size());
    }

}

5）isEmpty 判断个数是否为0

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package com.heima.Hello.Map_;

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

public class MapMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();

        map.put("水果","苹果");
        map.put("蔬菜","西兰花");
        map.put("蔬菜","萝卜");
        map.put("交通工具","地铁");

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

}

6）clear 清除

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package com.heima.Hello.Map_;

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

public class MapMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();

        map.put("水果","苹果");
        map.put("蔬菜","西兰花");
        map.put("蔬菜","萝卜");
        map.put("交通工具","地铁");

        map.clear();
        System.out.println("map = " + map);
    }

}

7）containsKey 查找键是否存在

java 复制代码

package com.heima.Hello.Map_;

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

public class MapMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();

        map.put("水果","苹果");
        map.put("蔬菜","西兰花");
        map.put("蔬菜","萝卜");
        map.put("交通工具","地铁");

        System.out.println(map.containsKey("蔬菜")); // 返回 true
    }

}

Map 遍历方式案例演示

1）containsKey 查找键是否存在

2）keySet 获取所有的键

java 复制代码

package com.heima.Hello.Map_;

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

public class MapMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();

        map.put("水果","苹果");
        map.put("蔬菜","西兰花");
        map.put("蔬菜","萝卜");
        map.put("交通工具","地铁");
        map.put("糕点","吐司");

        System.out.println("map = " + map);

        // 先取出所有的 key，再通过 key 取出对应的 value
        Set key_set = map.keySet();
    }
}

3）entrySet 获取所有的键

4）values 获取所有的值

HashMap 底层机制及源码剖析

扩容机制 [ 和 HashSet 相同 ]

1）HashMap 底层维护了 Node 类型的数据 table，默认为 null

2）当创建对象时，将加载因子（loadfactor）初始化为 0.75

3）当添加 key-val 时，通过 key 的哈希值得到在 table 的索引。然后判断该索引是否有元素，如果没有元素直接添加。如果该索引处有元素，继续判断该元素的 key 和准备加入的 key 是否相等，如果相等，则直接替换 val ；如果不相等需要判断是树结构还是链表结构，做出相应处理。如果添加时发现容量不够，则需要扩容。

4）第一次添加，则需要扩容 table 容量为 16，临界值（threshold）为 12（16*0.75）

5）以后再扩容，则需要扩容 table 容量为原来的 2 倍（32），临界值为原来的 2 倍，即 24，依次类推。

6）在 Java 8 中，如果一条链表的元素个数超过 TREEIFY_THRESHOLD（默认是 8），并且 table 的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认64），就会进行树化（红黑树）

总结---开发中如何中如何选择集合实现类（记住）

在开发中，选择什么集合实现类，主要取决于业务操作特点，然后根据集合实现类特性进行选择，分析如下：

1）先判断存储的类型（一组对象[单列]或一组键值对 [双列] ）

2）一组对象：Collection 接口

允许重复：List

增删多：LinkedList [ 底层维护了一个双向链表 ]

改查多：ArrayList [ 底层维护 Object 类型的可变数组 ]

不允许重复：Set

无序：HashSet [ 底层是 HashMap，维护了一个哈希表，即（数组 + 链表 + 红黑树）]

排序：TreeSet

java 复制代码

package com.heima.Hello.Map_;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
@SuppressWarnings({"all"})
public class TreeSet_ {
    public static void main(String[] args) {

        // 解读
        //1. 当我们使用无参构造器，创建 TreeSet 时，仍然是无序的
        //2. 希望添加的元素，按照字符串大小来排序
        //3. 使用 TreeSet 提供一个构造器，可以传入一个比较器(原名内部类)
        //   并指定排序规则
        //4. 简单看看源码
        TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                // 下面这句话是调用 String 类的 compare方法进行字符串比较
                return ((String) o1).compareTo((String) o2);
            }
        });
        treeSet.add("a");
        treeSet.add("tree");
        treeSet.add("hello");
        treeSet.add("world");
        System.out.println("treeset: " + treeSet);
    }
}

插入和取出顺序一致：LinkedHashSet。维护数组 + 双向链表

3）一组键值对：Map

键无序：HashMap [底层是：哈希表 jdk 7：数组 + 链表，jdk 8：数组 + 链表 + 红黑树]

键排序：TreeMap

键插入和取出顺序一致：LinkedHashMap

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