深入淺出講解Java集合之Map接口
一、Map接口繼承樹
Map:雙列數(shù)據(jù)，存儲key-value對的數(shù)據(jù) ---類似于高中的函數(shù)：y = f(x)
A.HashMap:作為Map的主要實現(xiàn)類；線程不安全的，效率高；存儲null的key和value
a.LinkedHashMap:保證在遍歷map元素時，可以按照添加的順序?qū)崿F(xiàn)遍歷。
原因：在原有的HashMap底層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，添加了一對指針，指向前一個和后一個元素。
對于頻繁的遍歷操作，此類執(zhí)行效率高于HashMap.
B.TreeMap:保證按照添加的key-value對進行排序，實現(xiàn)排序遍歷。此時考慮key的自然排序或定制排序
底層使用紅黑樹
C.Hashtable:作為古老的實現(xiàn)類：線程安全的，效率低；不能存儲null的key和value
c.Properties:常用來處理配置文件。key和value都是String類型
HashMap的底層：數(shù)組 + 鏈表(JDK及之前)
數(shù)組 + 鏈表 + 紅黑樹(jdk 8)
Map結(jié)構(gòu)的理解：
> Map中的key:無序的、不可重復的，使用Set存儲所有的key --->key所在的類要重寫equals()和hashCode()(以HashMap為例)
> Map中的value:無序的、可重復的，使用Collection存儲所有的value --->value所在的類型要重寫equals()
> 一個鍵值對：key-value構(gòu)成了一個Entry對象。
> Map中的entry:無序的、不可重復的，使用Set存儲所有的entry
二、Map接口中的常用方法
/*
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(shù)據(jù)
*/
public void test1(){
HashMap map = new HashMap();
//添加
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
//修改
map.put("AA",87);
System.out.println(map);//{AA=87, BB=56, 45=123}
HashMap map1 = new HashMap();
map.put("CC",123);
map.put("DD",123);
map.putAll(map1);
System.out.println(map);//{AA=87, BB=56, CC=123, DD=123, 45=123}
//remove(Object key)
Object value = map.remove("CC");
System.out.println(value);//123
System.out.println(map);//{AA=87, BB=56, DD=123, 45=123}
//clear()
map.clear();//與map = null操作不同；map對象還在，只是里面的數(shù)據(jù)沒了
System.out.println(map.size());//0
System.out.println(map);//{}
}
/*
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value
int size():返回map中key-value對的個數(shù)
boolean isEmpty():判斷當前map是否為空
boolean equals(Object obj):判斷當前map和參數(shù)對象obj是否相等
*/
public void test2(){
HashMap map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
//Object get(Object key)
System.out.println(map.get(45));//123
//containsKey(Object key)
boolean isExit = map.containsKey("BB");
System.out.println(isExit);//true
isExit = map.containsValue(123);
System.out.println(isExit);//true
map.clear();
System.out.println(map.isEmpty());//true
}
/*
元視圖操作的方法：
Set keySet():返回所有key構(gòu)成的Set集合
Collection values(): 返回所有value構(gòu)成的Collection集合
Set entrySet():返回所有key-value對構(gòu)成的Set集合
*/
public void test3(){
HashMap map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
//遍歷所有的key集：keySet()
Set set = map.keySet();
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());//AA BB 45
}
System.out.println();
//遍歷所有的value集：value()
Collection values = map.values();
for(Object obj : values){
System.out.println(obj);// 123 56 123
}
System.out.println();
//遍歷所有的key-value
//方式一：entrySet()
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while(iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
//entrySet集合中的元素都是entry
Map.Entry entry = (Map.Entry)obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
//AA---->123
//BB---->56
//45---->123
}
System.out.println();
//方式二：
Set keySet = map.keySet();
Iterator iterator2 = keySet.iterator();
while(iterator2.hasNext()){
Object key = iterator2.next();
Object value = map.get(key);
System.out.println(key + "======" + value);
//AA======123
//BB======56
//45======123
}
}
總結(jié)：常用方法
添加：put(Object key,Object value)
刪除：remove(Object key)
修改：put(Object key,Object value)
查詢：get(Object key)
長度：size()
遍歷：keySet() / values() / entrySet()
三、源碼分析
1.HashMap的底層實現(xiàn)原理？
以jdk7為例說明：
HashMap map = new HashMap():
在實例化以后，底層創(chuàng)建了長度是16的一維數(shù)組Entry[] table.
...可能已經(jīng)執(zhí)行過多次put...
map.put(key1,value1):
首先，調(diào)用key1所在類的hashCode()計算key1哈希值，此哈希值經(jīng)過某種算法計算以后，得到在Entry數(shù)組中的存放位置。
如果此位置上的數(shù)據(jù)為空，此時的key1-value1添加成功。----情況1
如果此位置上的數(shù)據(jù)不為空,(意味著此位置上存在一個或多個數(shù)據(jù)(以鏈表形式存在)),比較key1和已經(jīng)存在的一個或多個數(shù)據(jù)
的哈希值：
如果key1的哈希值與已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)的哈希值都不相同，此時key-value1添加成功。----情況2
如果key1的哈希值和已經(jīng)存在的某一個數(shù)據(jù)(key-value2)的哈希值相同，繼續(xù)比較：調(diào)用key1所在類的equals(key2)方法
如果equals()返回false:此時key1-value1添加成功。----情況3
如果equals()返回true:使用value1替換value2.(修改作用的體現(xiàn))
補充：關(guān)于情況2和情況3:此時key1-value1和原來的數(shù)據(jù)以鏈表的方式存儲。
在不斷地添加過程中，會涉及到擴容問題，當超出臨界值(且要存放的位置非空)時，擴容。默認的擴容方式：擴容為原來容量的兩倍，并將原有的數(shù)據(jù)復制過來。
jdk8相較于jdk7在底層實現(xiàn)方面的不同：
1.new HashMap():底層沒有創(chuàng)建一個長度為16的數(shù)組
2.jdk 8底層的數(shù)組是：Node[],而非Entry[]
3.首次調(diào)用put()方法時，底層創(chuàng)建長度為16的數(shù)組
4.jdk7底層結(jié)構(gòu)只有：數(shù)組 + 鏈表。jdk8中底層結(jié)構(gòu)：數(shù)組 + 鏈表 + 紅黑樹。
5. 形成鏈表時，七上八下(jdk7:新的元素指向舊的元素；jdk8:舊的元素指向新的元素)
當數(shù)組的某一個索引位置上的元素以鏈表形式存在的數(shù)據(jù)個數(shù) > 8 且當前數(shù)組的長度 > 64時。
此時此索引位置上的所有數(shù)據(jù)改為使用紅黑樹存儲。(重要優(yōu)化：提高查找效率)
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY:HashMap的默認容量，16
DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默認加載因子：0.75
threshold:擴容的臨界值，=容量*填充因子：16*0.75 =>12
TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中鏈表長度大于該默認值，轉(zhuǎn)化為紅黑樹：8
MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被樹化時最小的hash表容量:64
2.LinkedHashMap的底層實現(xiàn)原理(了解)
LinkedHashMap的底層使用的結(jié)構(gòu)與HashMap相同，因為LinkedHashMap繼承于HashMap,區(qū)別就在于：LinkedHashMap內(nèi)部提供了Entry,替換HashMap中的Node.
源碼中：
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V>{
Entry<K,V> before,after;//能夠記錄添加的元素的先后順序
Entry(int hash, K key, V value,Node<K,V> next){
super(hash, key, value, next);
}
}
TreeMap
//向TreeMap中添加key-value,要求key必須是有同一個類創(chuàng)建的對象
//因為要按照key進行排序：自然排序、定制排序
@Test
public void test1() {
TreeMap map = new TreeMap();
User u1 = new User("Tom", 23);
User u2 = new User("Jerry", 32);
User u3 = new User("Jack", 20);
User u4 = new User("Rose", 18);
map.put(u1, 98);
map.put(u2, 89);
map.put(u3, 76);
map.put(u4, 100);
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()) {
Object obj = iterator1.next();
//entrySet集合中的元素都是entry
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
//User{name='Jack', age=20}---->76
//User{name='Jerry', age=32}---->89
//User{name='Rose', age=18}---->100
//User{name='Tom', age=23}---->98
}
}
Hashtable
> Hashtable 是個古老的 Map 實現(xiàn)類,JDK1.0就提供了。不同于 HashMap , Hashtable 是線程安 全的。
> Hashtable 實現(xiàn)原理和 HashMap 相同,功能相同。底層都使用哈希表結(jié)構(gòu),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 -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。
四、Collections工具類
常用方法及其測試
public void test1(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(765);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);
System.out.println(list);
// Collections.reverse(list);
// Collections.shuffle(list);
// Collections.swap(list,1,2);
int frequency = Collections.frequency(list, 765);
System.out.println(list);
System.out.println(frequency);
/*
Collections類中提供了多個synchronizedXxx()方法，該方法可使將指定集合包裝成線程同步的集合，從而可以解決多線程
并發(fā)訪問集合時的線程安全問題
*/
List list1 = Collections.synchronizedList(list);
}
public void test2(){
List list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);
//報異常:IndexOutOfBoundsException
// List dest = new ArrayList();
// Collections.copy(dest,list);
//正確的：
List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
System.out.println(dest.size());
Collections.copy(dest,list);//5
System.out.println(dest);//[123, 43, 765, -97, 0]
}
到此這篇關(guān)于深入淺出講解Java集合之Map接口的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Map內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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