JAVA基础——第十四章 Map

主要内容

Map集合

教学目标

能够说出Map集合特点
使用Map集合添加方法保存数据
使用”键找值”的方式遍历Map集合
使用”键值对”的方式遍历Map集合
能够使用HashMap存储自定义键值对的数据
能够使用HashMap编写斗地主洗牌发牌案例

第一章 Map集合

1. 1 概述

现实生活中,我们常会看到这样的一种集合:IP地址与主机名,身份证号与个人,系统用户名与系统用户对象等,

这种一一对应的关系,就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象,即java.util.Map接
口。

我们通过查看Map接口描述,发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合,它们存储数据的形式不同,如
下图。

Collection中的集合,元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
Map中的集合,元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的
值。
Collection中的集合称为单列集合,Map中的集合称为双列集合。
需要注意的是,Map中的集合不能包含重复的键,值可以重复;每个键只能对应一个值。

1. 2 Map常用子类

通过查看Map接口描述,看到Map有多个子类,这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

HashMap:存储数据采用的哈希表结构,元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复,需
要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
LinkedHashMap:HashMap下有个子类LinkedHashMap,存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链
表结构可以保证元素的存取顺序一致;通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复,需要重写键的
hashCode()方法、equals()方法。
tips:Map接口中的集合都有两个泛型变量,在使用时,要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量的数
据类型可以相同,也可以不同。

1. 3 Map接口中的常用方法

Map接口中定义了很多方法,常用的如下:

public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除,返回被删除元素的
值。
public V get(Object key) 根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。
public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

Map接口的方法演示

tips:
使用put方法时,若指定的键(key)在集合中没有,则没有这个键对应的值,返回null,并把指定的键值添加到
集合中;
若指定的键(key)在集合中存在,则返回值为集合中键对应的值(该值为替换前的值),并把指定键所对应的
值,替换成指定的新值。

1. 4 Map集合遍历键找值方式

键找值方式:即通过元素中的键,获取键所对应的值

分析步骤:

1. 获取Map中所有的键,由于键是唯一的,所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:keyset()
2. 遍历键的Set集合,得到每一个键。
3. 根据键,获取键所对应的值。方法提示:get(K key)

代码演示:

public class MapDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建 map对象
HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
//添加元素到集合
map.put("黄晓明", "杨颖");
map.put("文章", "马伊琍");
map.put("邓超", "孙俪");
System.out.println(map);
//String remove(String key)
System.out.println(map.remove("邓超"));
System.out.println(map);
// 想要查看 黄晓明的媳妇 是谁
System.out.println(map.get("黄晓明"));
System.out.println(map.get("邓超"));
}
}
public class MapDemo 01  {
public static void main(String[] args) {
//创建Map集合对象
HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
//添加元素到集合
map.put("胡歌", "霍建华");
map.put("郭德纲", "于谦");
map.put("薛之谦", "大张伟");

//获取所有的键 获取键集

遍历图解:

1. 5 Entry键值对对象

我们已经知道,Map中存放的是两种对象,一种称为key(键),一种称为value(值),它们在在Map中是一一对应关
系,这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象,这
样我们在遍历Map集合时,就可以从每一个键值对(Entry)对象中获取对应的键与对应的值。

既然Entry表示了一对键和值,那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法:

public K getKey():获取Entry对象中的键。
public V getValue():获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法:

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

1. 6 Map集合遍历键值对方式

键值对方式:即通过集合中每个键值对(Entry)对象,获取键值对(Entry)对象中的键与值。

操作步骤与图解:

1. 获取Map集合中,所有的键值对(Entry)对象,以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。
2. 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合,得到每一个键值对(Entry)对象。
Set<String> keys = map.keySet();
// 遍历键集 得到 每一个键
for (String key : keys) {
//key 就是键
//获取对应值
String value = map.get(key);
System.out.println(key+"的CP是:"+value);
}
}
}
3. 通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。 方法提示:getkey() getValue()

遍历图解:

tips:Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

1. 7 HashMap存储自定义类型键值

练习:每位学生(姓名,年龄)都有自己的家庭住址。那么,既然有对应关系,则将学生对象和家庭住址存储到

map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

注意,学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。

编写学生类:

public class MapDemo 02  {
public static void main(String[] args) {
// 创建Map集合对象
HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
// 添加元素到集合
map.put("胡歌", "霍建华");
map.put("郭德纲", "于谦");
map.put("薛之谦", "大张伟");
// 获取 所有的 entry对象 entrySet
Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
// 遍历得到每一个entry对象
for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
// 解析
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key+"的CP是:"+value);
}
}
}
public class Student {

编写测试类:

private String name;
private int age;
public Student() {
}
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = 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;
}
@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 && Objects.equals(name, student.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
public class HashMapTest {
public static void main(String[] args) {
// 1 ,创建Hashmap集合对象。
Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();
// 2 ,添加元素。
map.put(newStudent("lisi", 28 ), "上海");
map.put(newStudent("wangwu", 22 ), "北京");
map.put(newStudent("zhaoliu", 24 ), "成都");
当给HashMap中存放自定义对象时,如果自定义对象作为key存在,这时要保证对象唯一,必须复写对象的
hashCode和equals方法(如果忘记,请回顾HashSet存放自定义对象)。
如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致,可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

1. 8 LinkedHashMap

我们知道HashMap保证成对元素唯一,并且查询速度很快,可是成对元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保
证有序,还要速度快怎么办呢?

在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

结果:

1. 9 Map集合练习

需求:

计算一个字符串中每个字符出现次数。

分析:

1. 获取一个字符串对象

2. 创建一个Map集合,键代表字符,值代表次数。
map.put(newStudent("zhouqi", 25 ), "广州");
map.put(newStudent("wangwu", 22 ), "南京");
// 3 ,取出元素。键找值方式
Set<Student>keySet = map.keySet();
for(Student key: keySet){
Stringvalue = map.get(key);
System.out.println(key.toString()+"....."+value);
}
}
}
public class LinkedHashMapDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
map.put("邓超", "孙俪");
map.put("李晨", "范冰冰");
map.put("刘德华", "朱丽倩");
Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
System.out.println(entry.getKey() + " " + entry.getValue());
}
}
}

邓超 孙俪

李晨 范冰冰

刘德华 朱丽倩

3. 遍历字符串得到每个字符。

4. 判断Map中是否有该键。
5. 如果没有,第一次出现,存储次数为 1 ;如果有,则说明已经出现过,获取到对应的值进行++,再次存储。
6. 打印最终结果

代码:

第二章 补充知识点

2. 1 JDK 9 对集合添加的优化

通常,我们在代码中创建一个集合(例如,List 或 Set ),并直接用一些元素填充它。 实例化集合,几个 add方法
调用,使得代码重复。

public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
//友情提示
System.out.println("请录入一个字符串:");
String line = new Scanner(System.in).nextLine();
// 定义 每个字符出现次数的方法
findChar(line);
}
private static void findChar(String line) {
// 1 :创建一个集合 存储 字符 以及其出现的次数
HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
// 2 :遍历字符串
for (int i =  0 ; i < line.length(); i++) {
char c = line.charAt(i);
//判断 该字符 是否在键集中
if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
//那就是第一次
map.put(c,  1 );
} else {
//先获取之前的次数
Integer count = map.get(c);
//count++;
//再次存入 更新
map.put(c, ++count);
}
}
System.out.println(map);
}
}

Java 9 ,添加了几种集合工厂方法,更方便创建少量元素的集合、map实例。新的List、Set、Map的静态工厂方法可
以更方便地创建集合的不可变实例。

例子:

需要注意以下两点:

1 :of()方法只是Map,List,Set这三个接口的静态方法,其父类接口和子类实现并没有这类方法,比如
HashSet,ArrayList等待;
2 :返回的集合是不可变的;

2. 2 Debug追踪

使用IDEA的断点调试功能,查看程序的运行过程

1. 在有效代码行,点击行号右边的空白区域,设置断点,程序执行到断点将停止,我们可以手动来运行程序

public class Demo 01  {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("abc");
list.add("def");
list.add("ghi");
System.out.println(list);
}
}
public class HelloJDK 9  {
public static void main(String[] args) {
Set<String> str 1 =Set.of("a","b","c");
//str 1 .add("c");这里编译的时候不会错,但是执行的时候会报错,因为是不可变的集合
System.out.println(str 1 );
Map<String,Integer> str 2 =Map.of("a", 1 ,"b", 2 );
System.out.println(str 2 );
List<String> str 3 =List.of("a","b");
System.out.println(str 3 );
}
}
  1. 点击Debug运行模式

  2. 程序停止在断点上不再执行,而IDEA最下方打开了Debug调试窗口

  3. Debug调试窗口介绍

5. 快捷键F 8 ,代码向下执行一行,第九行执行完毕,执行到第 10 行(第 10 行还未执行)

6. 切换到控制台面板,控制台显示 请录入一个字符串: 并且等待键盘录入

  1. 快捷键F 8 ,程序继续向后执行,执行键盘录入操作,在控制台录入数据 ababcea

回车之后效果:

调试界面效果:

  1. 此时到达findChar方法,快捷键F 7 ,进入方法findChar
9. 快捷键F 8 接续执行,创建了map对象,变量区域显示
  1. 快捷键F 8 接续执行,进入到循环中,循环变量i为 0 ,F 8 再继续执行,就获取到变量c赋值为字符‘a’ 字节值 97

  2. 快捷键F 8 接续执行,进入到判断语句中,因为该字符 不在Map集合键集中,再按F 8 执行,进入该判断中

  3. 快捷键F 8 接续执行,循环结束,进入下次循环,此时map中已经添加一对儿元素

13. 快捷键F 8 接续执行,进入下次循环,再继续上面的操作,我们就可以看到代码每次是如何执行的了

  1. 如果不想继续debug,那么可以使用快捷键F 9 ,程序正常执行到结束,程序结果在控制台显示

第三章 模拟斗地主洗牌发牌

3. 1 案例介绍

按照斗地主的规则,完成洗牌发牌的动作。

具体规则:

1. 组装 54 张扑克牌将

2. 54 张牌顺序打乱

3. 三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人 17 张牌,最后三张留作底牌。

4. 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌

规则:手中扑克牌从大到小的摆放顺序:大王,小王, 2 ,A,K,Q,J, 10 , 9 , 8 , 7 , 6 , 5 , 4 , 3

3. 2 案例需求分析

1. 准备牌:

完成数字与纸牌的映射关系:

使用双列Map(HashMap)集合,完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。

2. 洗牌:

通过数字完成洗牌发牌

3. 发牌:

将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后 3 张牌直接存放于底牌,剩余牌通过对 3 取模依次发牌。

存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。

将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。

4. 看牌:

通过Map集合找到对应字符展示。

通过查询纸牌与数字的对应关系,由数字转成纸牌字符串再进行展示。

3. 3 实现代码步骤

public class Poker {
public static void main(String[] args) {
/*
*  1 组装 54 张扑克牌
*/
//  1. 1  创建Map集合存储
HashMap<Integer, String> pokerMap = new HashMap<Integer, String>();
//  1. 2  创建 花色集合 与 数字集合
ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();
//  1. 3  存储 花色 与数字
Collections.addAll(colors, "♦", "♣", "♥", "♠");
Collections.addAll(numbers, " 2 ", "A", "K", "Q", "J", " 10 ", " 9 ", " 8 ", " 7 ", " 6 ", " 5 ", " 4 ",
" 3 ");
// 设置 存储编号变量
int count =  1 ;
pokerMap.put(count++, "大王");
pokerMap.put(count++, "小王");
//  1. 4  创建牌 存储到map集合中
for (String number : numbers) {
for (String color : colors) {
String card = color + number;
pokerMap.put(count++, card);
}
}
/*
*  2  将 54 张牌顺序打乱
*/
// 取出编号 集合
Set<Integer> numberSet = pokerMap.keySet();
// 因为要将编号打乱顺序 所以 应该先进行转换到 list集合中
ArrayList<Integer> numberList = new ArrayList<Integer>();
numberList.addAll(numberSet);
// 打乱顺序
Collections.shuffle(numberList);

// 3 完成三个玩家交替摸牌,每人 17 张牌,最后三张留作底牌

// 3. 1 发牌的编号

// 创建三个玩家编号集合 和一个 底牌编号集合

ArrayList noP 1 = new ArrayList();
ArrayList noP 2 = new ArrayList();
ArrayList noP 3 = new ArrayList();
ArrayList dipaiNo = new ArrayList();

// 3. 2 发牌的编号
for (int i = 0 ; i < numberList.size(); i++) {
// 获取该编号
Integer no = numberList.get(i);
// 发牌
// 留出底牌
if (i >= 51 ) {
dipaiNo.add(no);
} else {
if (i % 3 == 0 ) {
noP 1 .add(no);
} else if (i % 3 == 1 ) {
noP 2 .add(no);
} else {
noP 3 .add(no);
}
}
}

// 4 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌
// 4. 1 对手中编号进行排序
Collections.sort(noP 1 );
Collections.sort(noP 2 );
Collections.sort(noP 3 );
Collections.sort(dipaiNo);

// 4. 2 进行牌面的转换
// 创建三个玩家牌面集合 以及底牌牌面集合
ArrayList player 1 = new ArrayList();
ArrayList player 2 = new ArrayList();
ArrayList player 3 = new ArrayList();
ArrayList dipai = new ArrayList();

// 4. 3 转换
for (Integer i : noP 1 ) {
// 4. 4 根据编号找到 牌面 pokerMap
String card = pokerMap.get(i);
// 添加到对应的 牌面集合中
player 1 .add(card);
}

for (Integer i : noP 2 ) {
String card = pokerMap.get(i);

player 2 .add(card);

}

for (Integer i : noP 3 ) {
String card = pokerMap.get(i);
player 3 .add(card);
}
for (Integer i : dipaiNo) {
String card = pokerMap.get(i);
dipai.add(card);
}

// 4. 5 查看
System.out.println(“令狐冲:”+player 1 );
System.out.println(“石破天:”+player 2 );
System.out.println(“鸠摩智:”+player 3 );
System.out.println(“底牌:”+dipai);
}
}

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