【Java 进阶】LinkedHashMap 与 TreeMap

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前言：

在学习 Java 集合框架时，很多同学已经接触过 HashMap。

但在实际开发中，我们还会经常遇到另外两种 Map：

LinkedHashMap
TreeMap

它们都属于 Map 接口的实现类，但各自有不同的特点和使用场景。

这篇文章会从：

基本概念

底层原理

特点区别

使用场景

代码实例

几个方面，帮你彻底理解它们。

一、Map 集合基础回顾

Map 是"键值对（key-value）"结构的数据集合。

格式：

java 复制代码

key -> value

例如：

java 复制代码

"张三" -> 18
"李四" -> 20

Java 中常见的 Map：

类型	特点
HashMap	无序
LinkedHashMap	有序
TreeMap	自动排序

二、LinkedHashMap

1. 什么是 LinkedHashMap

LinkedHashMap 是 HashMap 的子类。

它最大的特点：

能够保持元素的插入顺序。

例如：

复制代码

1 -> A
3 -> C
2 -> B

遍历时仍然是：

复制代码

1
3
2

不会像 HashMap 一样顺序混乱。

2. LinkedHashMap 底层原理

LinkedHashMap = HashMap + 双向链表

它内部：

使用 HashMap 进行存储
使用双向链表维护顺序

结构示意：

复制代码

数组 + 链表 + 红黑树 + 双向链表

其中：

HashMap 保证查询效率
双向链表保证顺序

3. LinkedHashMap 的特点

特点	说明
有序	按插入顺序排列
查询快	基于 HashMap
允许 null	key 和 value 都允许
非线程安全	多线程需额外处理

4. LinkedHashMap 基本使用

示例：保持插入顺序

java 复制代码

import java.util.LinkedHashMap;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {

        LinkedHashMap<Integer, String> map = new LinkedHashMap<>();

        map.put(3, "Java");
        map.put(1, "Python");
        map.put(2, "C++");

        System.out.println(map);
    }
}

输出：

java 复制代码

{3=Java, 1=Python, 2=C++}

可以发现：

顺序与插入顺序一致。

5. 遍历 LinkedHashMap

java 复制代码

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {

        LinkedHashMap<Integer, String> map = new LinkedHashMap<>();

        map.put(1, "张三");
        map.put(2, "李四");
        map.put(3, "王五");

        for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {

            System.out.println(
                    entry.getKey() + " : " + entry.getValue()
            );
        }
    }
}

输出：

java 复制代码

1 : 张三
2 : 李四
3 : 王五

6. LinkedHashMap 的访问顺序

LinkedHashMap 有两种顺序：

顺序	说明
插入顺序	默认
访问顺序	最近访问的排后面

开启方式：

java 复制代码

new LinkedHashMap<>(16,0.75f,true)

第三个参数"true"表示开启访问顺序。

示例：LRU缓存思想

java 复制代码

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        LinkedHashMap<Integer, String> map =
                new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);

        map.put(1, "A");
        map.put(2, "B");
        map.put(3, "C");

        //访问元素
        map.get(1);

        System.out.println(map);
    }
}

输出：

复制代码

{2=B, 3=C, 1=A}

因为：

复制代码

**被访问后移动到了最后，**这就是很多缓存系统的核心思想。

三、TreeMap

1. 什么是 TreeMap

TreeMap 的最大特点：

自动排序。

无论你插入顺序如何，它都会自动按照 key 排序。

2. TreeMap 底层原理

TreeMap 底层采用：

红黑树（Red-Black Tree）

红黑树本质：

自平衡二叉搜索树。

特点：

查询效率高

自动排序

增删改效率稳定

时间复杂度：

操作	时间复杂度
put	O(log n)
get	O(log n)
remove	O(log n)

3. TreeMap 的特点

特点	说明
自动排序	按 key 排序
不允许 key 为 null	会报空指针异常
查询效率稳定	红黑树实现
非线程安全	多线程需同步

四、TreeMap 默认排序

默认按照 key 的自然顺序排序。

示例：数字排序

java 复制代码

import java.util.TreeMap;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        TreeMap<Integer, String> map = new TreeMap<>();

        map.put(3, "Java");
        map.put(1, "Python");
        map.put(2, "C++");

        System.out.println(map);
    }
}

输出：

java 复制代码

{1=Python, 2=C++, 3=Java}

即使插入顺序：

复制代码

3 1 2

结果仍然自动排序。

五、TreeMap 字符串排序

java 复制代码

import java.util.TreeMap;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        TreeMap<String, Integer> map = new TreeMap<>();

        map.put("banana", 1);
        map.put("apple", 2);
        map.put("cat", 3);

        System.out.println(map);
    }
}

输出：

java 复制代码

{apple=2, banana=1, cat=3}

按照字母顺序排序。

六、TreeMap 自定义排序

TreeMap 可以通过：

Comparator 比较器

实现自定义排序。

示例：降序排序

java 复制代码

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        TreeMap<Integer, String> map =
                new TreeMap<>(Comparator.reverseOrder());

        map.put(1, "A");
        map.put(3, "C");
        map.put(2, "B");

        System.out.println(map);
    }
}

输出：

java 复制代码

{3=C, 2=B, 1=A}

七、TreeMap 自定义对象排序

如果 key 是对象，则必须实现：

Comparable
或
Comparator

否则会报错。

示例：学生年龄排序

Student 类

java 复制代码

class Student {

    String name;
    int age;

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

    @Override
    public String toString() {
        return name + "-" + age;
    }
}

使用 Comparator

java 复制代码

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        TreeMap<Student, String> map =
                new TreeMap<>((o1, o2) -> o1.age - o2.age);

        map.put(new Student("张三", 18), "Java");
        map.put(new Student("李四", 20), "Python");
        map.put(new Student("王五", 19), "C++");

        System.out.println(map);
    }
}

输出：

java 复制代码

{张三-18=Java, 王五-19=C++, 李四-20=Python}

八、LinkedHashMap 与 TreeMap 对比

对比项	LinkedHashMap	TreeMap
是否有序	按插入顺序	自动排序
底层结构	Hash表 + 双向链表	红黑树
查询效率	O(1)	O(log n)
是否允许 null key	允许	不允许
使用场景	记录顺序	排序需求

九、如何选择？

使用 LinkedHashMap

需要保持插入顺序
最近访问记录
LRU缓存
浏览历史

例如：

复制代码

最近播放歌曲
最近浏览商品

使用 TreeMap

自动排序
排行榜
成绩排序
字典排序

例如：

复制代码

学生成绩排名
商品价格排序

十、小tips

1. LinkedHashMap 和 HashMap 区别？

LinkedHashMap：

有顺序
多了双向链表

HashMap：

无序
纯哈希结构

2. TreeMap 为什么能排序？

因为底层是红黑树

插入元素时会自动比较 key。

3. TreeMap 为什么不能为 null？

因为排序时需要比较 key：

java 复制代码

compareTo()

null 无法比较。

4. LinkedHashMap 为什么适合做缓存？

因为它支持：

复制代码

访问顺序

最近访问的数据会移动到尾部。

这正符合：

LRU（使用少）

缓存淘汰策略。

十一、总结

LinkedHashMap

核心关键词：

复制代码

有序
插入顺序
双向链表
缓存

适合：

既想要 HashMap 的效率，又想保持顺序。

TreeMap

核心关键词：

复制代码

自动排序
红黑树
比较器
有序Map

适合：

需要按 key 自动排序的场景。

十二、用一张图来表示三种map

复制代码

Map
├── HashMap
│     ├── 无序
│     └── 查询快
│
├── LinkedHashMap
│     ├── 有序
│     ├── 双向链表
│     └── 适合缓存
│
└── TreeMap
      ├── 自动排序
      ├── 红黑树
      └── 适合排行榜

真正掌握集合框架后，其实我们会发现：

Java 集合本质就是：

"数据结构 + 算法思想" 的具体实现。