JavaMap接口及其實(shí)現(xiàn)類原理解析

Map接口

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Map提供了一種映射關(guān)系，其中的元素是以鍵值對（key-value）的形式存儲(chǔ)的，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)key快速查找value；

Map中的鍵值對以Entry類型的對象實(shí)例形式存在；
建（key值）不可重復(fù)，value值可以重復(fù)，一個(gè)value值可以和很多key值形成對應(yīng)關(guān)系，每個(gè)建最多只能映射到一個(gè)值。

Map支持泛型，形式如：Map<K,V>

Map中使用put(K key,V value)方法添加

Map接口中定義的常用方法

具體使用在實(shí)現(xiàn)類中討論

int size();//獲取Map集合大小(即元素?cái)?shù)量)
boolean isEmpty();//判斷是否為空
boolean containsKey(Object key);//判斷是否包含某個(gè)鍵
boolean containsValue(Object value);//判斷是否包含某個(gè)值
V get(Object key);//獲取某個(gè)鍵對應(yīng)的值
V put(K key, V value);//添加鍵值對(K，V)
V remove(Object key);//移除某個(gè)鍵對應(yīng)的鍵值對
void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);//添加另一個(gè)Map集合
void clear();//清空所有鍵值對
Set<K> keySet();//獲取鍵的集合
Collection<V> values();//獲取值的集合
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();//獲取鍵值對實(shí)體的集合
interface Entry<K,V>//Map中的內(nèi)部接口

HashMap

基于哈希表的 Map 接口的實(shí)現(xiàn)。此實(shí)現(xiàn)提供所有可選的映射操作，并允許使用 null 值和 null 鍵。（除了非同步和允許使用 null 之外，HashMap 類與 Hashtable 大致相同。）除實(shí)現(xiàn)了Map接口外還實(shí)現(xiàn)了Cloneable，Serializable，繼承了AbstractMap抽象類

此類不保證映射的順序，特別是它不保證該順序恒久不變。

特點(diǎn)：

鍵無序，唯一，類似于Set集合
值有序，可重復(fù)，類似于List
底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是哈希表，保證鍵唯一

允許鍵為null，值為null

//   HashMap<String, Student> hm = new HashMap<String, Student>();
//   hm.put("2018050401", new Student("2018050401", "張三", 18, 80.0));
//   hm.put("2018050402", new Student("2018050402", "李四", 18, 80.0));
//   hm.put("2018050403", new Student("2018050403", "李四", 18, 80.0));
//   hm.put("2018050404", new Student("2018050404", "王五", 18, 80.0));
//   hm.put("2018050404", new Student("2018050404", "王五", 18, 80.0));
//   
//   // 方式一: 通過鍵找值
//   Set<String> keys = hm.keySet();
//   for (String key : keys) {
//     Student s = hm.get(key);
//     System.out.println(key + "|" + s.getId() + "|" + s.getName() + "|" + s.getAge() + "|" + s.getScore());
//   }

    HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>();
    hm.put(new Student("2018050401", "張三", 18, 80.0),"2018050401");
    hm.put(new Student("2018050402", "李四", 18, 80.0),"2018050402");
    hm.put(new Student("2018050403", "李四", 18, 80.0), "2018050403");
    hm.put(new Student("2018050404", "王五", 18, 80.0), "2018050404");
    hm.put(new Student("2018050404", "王五", 18, 80.0), "2018050404");
    
    // 方式二: 通過鍵值對對象找鍵找值
    Set<Entry<Student, String>> keyValues = hm.entrySet();
    for (Entry<Student, String> keyValue : keyValues) {
      Student s = keyValue.getKey();
      String value = keyValue.getValue();
      System.out.println(s.getId() + "|" + s.getName() + "|" + s.getAge() + "|" + s.getScore() + "=" + value);
    }

LinkedHashMap

Map 接口的哈希表和鏈表實(shí)現(xiàn)，具有可預(yù)知的迭代順序

特點(diǎn)：

鍵有序，唯一，
值有序，可重復(fù)，類似于List

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是哈希表和鏈表，哈希表保證鍵唯一，鏈表保證鍵有序

    LinkedHashMap<Integer, String> lhm = new LinkedHashMap<Integer, String>();
    lhm.put(01, "張三1");
    lhm.put(02, "張三2");
    lhm.put(03, "張三3");
    lhm.put(04, "張三4");
    lhm.put(05, "張三5");
    
    Set<Integer> keys = lhm.keySet();
    for (Integer key : keys) {
      System.out.println(key + "|" + lhm.get(key));
    }

TreeMap

基于紅黑樹（Red-Black tree）的 NavigableMap 實(shí)現(xiàn)。該映射根據(jù)其鍵的自然順序進(jìn)行排序，或者根據(jù)創(chuàng)建映射時(shí)提供的 Comparator 進(jìn)行排序，

具體取決于使用的構(gòu)造方法。

特點(diǎn)：

鍵可排序，唯一，
值有序，可重復(fù)，類似于List
底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是自平衡的二叉樹，可排序

排序方式類似于TreeSet，分為自然排序和比較器排序，具體取決于使用的構(gòu)造方法

    TreeMap<Integer, String> tm = new TreeMap<Integer, String>();
    tm.put(24, "Hello1");
    tm.put(14, "Hello2");
    tm.put(34, "Hello3");
    tm.put(124, "Hello4");
    tm.put(24, "Hello5");
    tm.put(24, "Hello6");
    tm.put(24, "Hello7");
    tm.put(244, "Hello8");
    tm.put(624, "Hello9");
    tm.put(24, "Hello10");
    Set<Integer> keys = tm.keySet();
    for (Integer key : keys) {
      String value = tm.get(key);
      System.out.println(key + "|" + value);
    }

HashTable

此類實(shí)現(xiàn)一個(gè)哈希表，該哈希表將鍵映射到相應(yīng)的值。任何非 null 對象都可以用作鍵或值

特點(diǎn)：

不允許null鍵和null值
線程安全，效率低

HashMap和Hashtable的區(qū)別:

HashMap是不安全的不同步的效率高的允許null鍵和null值
Hashtable是安全的同步的效率低的不允許null鍵和null值

底層都是哈希表結(jié)構(gòu)

Hashtable<String, String> hashtable = new Hashtable<String, String>();
    hashtable.put("劉備", "孫尚香");
    hashtable.put("孫策", "大喬");
    hashtable.put("周瑜", "小喬");
    hashtable.put("呂布", "貂蟬");
    System.out.println(hashtable);
    Enumeration<String> keys = hashtable.keys();
    while (keys.hasMoreElements()) {
      String key = keys.nextElement();
      String value = hashtable.get(key);
      System.out.println(key + "|" + value);
    }

WeakHashMap

以弱鍵實(shí)現(xiàn)的基于哈希表的 Map。在 WeakHashMap 中，當(dāng)某個(gè)鍵不再正常使用時(shí)，將自動(dòng)移除其條目。更精確地說，對于一個(gè)給定的鍵，其映射的存在并不阻止垃圾回收器對該鍵的丟棄，這就使該鍵成為可終止的，被終止，然后被回收。
丟棄某個(gè)鍵時(shí)，其條目從映射中有效地移除，因此，該類的行為與其他的 Map 實(shí)現(xiàn)有所不同。

    WeakHashMap<String,String> whm = new WeakHashMap<>();
    whm.put(new String("hello1"), "world1");
    whm.put(new String("hello2"), "world2");
    whm.put(new String("hello3"), "world3");
    whm.put("hello4", "world3");
    System.out.println(whm);
    System.gc();
    System.runFinalization();
    System.out.println(whm);

鍵是枚舉類型

    EnumMap<Direction, String> em = new EnumMap<>(Direction.class);
    em.put(Direction.UP, "向上移動(dòng)");
    em.put(Direction.DOWN, "向下移動(dòng)");
    em.put(Direction.LEFT, "向左移動(dòng)");
    em.put(Direction.RIGHT, "向右移動(dòng)");
    
    Set<Direction> keys = em.keySet();
    for (Direction key : keys) {
      String value = em.get(key);
      System.out.println(key + "|" + value);
    }

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)。

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