【Map】
主要内容
- Map集合
学习目标
- 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
Map集合
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。
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<K,V>: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<K,V>: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<K,V>,在使用时,要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同,也可以不同。
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。boolean containsKey(Object key)
判断集合中是否包含指定的键。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
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"));
}
}
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。
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:
- 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()
- 遍历键的Set集合,得到每一个键。
- 根据键,获取键所对应的值。方法提示:
get(K key)
代码演示:
public class MapDemo01 {
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
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);
}
}
}
遍历图解:
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)。
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:
-
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()
。 -
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。
-
通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。 方法提示:
getkey() getValue()
public class MapDemo02 {
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);
}
}
}
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。
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:
import java.util.Objects;
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Person person = (Person) o;
return age == person.age &&
name.equals(person.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, 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;
}
}
编写测试类:
import java.util.*;
public class demo04 {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String,Person> map = new HashMap<>();
map.put("河南",new Person("雷霆嘎巴",20));
map.put("北京",new Person("迪丽热巴",21));
map.put("湖北",new Person("嘎嘎嘎",25));
map.put("河北",new Person("大大大",22));
Set<Map.Entry<String, Person>> entries = map.entrySet();
Iterator<Map.Entry<String, Person>> it = entries.iterator();
while (it.hasNext()){
Map.Entry<String, Person> kv = it.next();
System.out.println("住址为:"+kv.getKey()+",信息为:"+kv.getValue());
}
System.out.println("=================================================");
for (Map.Entry<String, Person> kv2 : entries) {
System.out.println("住址为:"+kv2.getKey()+",信息为:"+kv2.getValue());
}
System.out.println("=================================================");
HashMap<Person,String> map2 = new HashMap<>();
map2.put(new Person("皇帝",50),"中国");
map2.put(new Person("女王",30),"英国");
map2.put(new Person("皇帝",50),"罗马");
map2.put(new Person("天皇",60),"日本");
Set<Map.Entry<Person, String>> entries2 = map2.entrySet();
Iterator<Map.Entry<Person, String>> it2 = entries2.iterator();
while(it2.hasNext()){
Map.Entry<Person, String> kv3 = it2.next();
System.out.println("信息为:"+kv3.getKey()+",归属地为:"+kv3.getValue());
// System.out.println("信息为:"+it2.next().getKey()+",归属地为:"+it2.next().getValue());
}
System.out.println("=================================================");
for (Map.Entry<Person, String> kv4 : entries2) {
System.out.println("信息为:"+kv4.getKey()+",归属地为:"+kv4.getValue());
}
}
}
- 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。
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。
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());
}
}
}
结果:
邓超 孙俪
李晨 范冰冰
刘德华 朱丽倩
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:
- 获取一个字符串对象
- 创建一个Map集合,键代表字符,值代表次数。
- 遍历字符串得到每个字符。
- 判断Map中是否有该键。
- 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。
- 打印最终结果
代码:
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一个字符串:");
String s = sc.next();
HashMap<Character, Integer> map = method(s);
Set<Map.Entry<Character, Integer>> entries = map.entrySet();
Iterator<Map.Entry<Character, Integer>> it = entries.iterator();
while(it.hasNext()){
Map.Entry<Character, Integer> next = it.next();
Character key = next.getKey();
Integer value = next.getValue();
System.out.println("关键字"+key+"出现了"+value+"次");
}
}
public static HashMap<Character, Integer> method(String s){
HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>();
char[] chars = s.toCharArray();
for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
if(map.containsKey(chars[i])){
Integer v = map.get(chars[i]);
map.put(chars[i],++v);
}else {
map.put(chars[i],1);
}
}
return map;
}
第二章 补充知识点
2.1 JDK9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 Demo01 {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("abc");
list.add("def");
list.add("ghi");
System.out.println(list);
}
}
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。
List接口、Set接口、Map接口:里面增加了一个静态的方法of,可以给集合一次性添加多个元素。
使用前提:当集合中存储的元素个数已经确定,不再改变时使用。
例子:
public class HelloJDK9 {
public static void main(String[] args) {
Set<String> str1=Set.of("a","b","c");
//str1.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(str1);
Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2);
System.out.println(str2);
List<String> str3=List.of("a","b");
System.out.println(str3);
}
}
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.of方法的返回值是一个不能改变的集合,集合不能再使用add,put方法添加元素,会抛出异常;
3.Set接口和Map接口在调用of方法的时候,不能有重复的元素,否则会抛出异常。
2.2 Debug追踪
使用IDEA的断点调试功能,查看程序的运行过程
- 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
-
点击Debug运行模式
-
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
在这里插入图片描述
-
Debug调试窗口介绍
-
快捷键F8,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)
-
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
- 快捷键F8,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:
- 此时到达findChar方法,快捷键F7,进入方法findChar
-
快捷键F8 接续执行,创建了map对象,变量区域显示
-
快捷键F8 接续执行,进入到循环中,循环变量i为 0,F8再继续执行,就获取到变量c赋值为字符‘a’ 字节值97
-
快捷键F8 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F8执行,进入该判断中
-
快捷键F8 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
-
快捷键F8 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
-
如果不想继续debug,那么可以使用快捷键F9,程序正常执行到结束,程序结果在控制台显示
模拟斗地主洗牌发牌
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:
- 组装54张扑克牌将
- 54张牌顺序打乱
- 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。
- 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
- 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)。
- 洗牌:
通过数字完成洗牌发牌
- 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。
- 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
package cn.ncwu.basic.Demo10Map;
import java.util.*;
public class Exam02 {
public static void main(String[] args) {
List<String> colors = List.of("♥","♠","♦","♣");
List<String> nums = List.of("2","A","K","Q","J","10","9","8","7","6","5","4","3");
ArrayList<Integer> listIndex = new ArrayList<>();
HashMap<Integer,String> map = new HashMap<>();
int index =0;
map.put(index,"大王");
listIndex.add(index);
index++;
map.put(index,"小王");
listIndex.add(index);
for (String num : nums) {
for (String color : colors) {
map.put(++index,color+num);
listIndex.add(index);
}
}
// System.out.println(map);
// System.out.println(listIndex);
Collections.shuffle(listIndex);//打乱map索引
// System.out.println(listIndex);
ArrayList<Integer> player1No = new ArrayList<>();
ArrayList<Integer> player2No = new ArrayList<>();
ArrayList<Integer> player3No = new ArrayList<>();
ArrayList<Integer> bottomNo = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < listIndex.size(); i++) {
//按照map索引的下标进行取余发牌
Integer in = listIndex.get(i);
if(i >= 51){
bottomNo.add(in);
}else if(i % 3 == 0){
player1No.add(in);
}else if(i % 3 == 1){
player2No.add(in);
}else{
player3No.add(in);
}
}
Collections.sort(player1No);
Collections.sort(player2No);
Collections.sort(player3No);
Collections.sort(bottomNo);
lookPoker("刘德华",map,player1No);
lookPoker("周星驰",map,player2No);
lookPoker("周润发",map,player3No);
lookPoker("底牌",map,bottomNo);
}
public static void lookPoker(String name,HashMap<Integer,String> map,ArrayList<Integer> list){
System.out.print(name+"的牌为:");
for (Integer l : list) {
System.out.print(map.get(l)+" ");
}
System.out.println();
}
}
输出结果: