【Java学习笔记】Map接口及其实现类

目录

1.Map集合的特点

2.Map集合的功能概述

2.1 添加功能

2.2 删除功能

2.3 判断功能

2.4长度功能

2.5获取功能

3.Map集合的遍历

3.1 根据键找值

3.2 根据键值对对象找键和值

4.HashMap的概述

4.1 HashMap案例1：键String值String

4.2 HashMap案例2：键Integer值String

4.3 HashMap案例3：键String值Student

4.4 HashMap案例4：键Student值String

5.LinkedHashMap的概述和使用

6.TreeMap概述

6.1 TreeMap案例1：键是String值是String

6.2 TreeMap案例2：键是Student值是String

7.面试题

7.1 Hashtable和HashMap的区别？

7.2 List、Set、Map等接口是否都继承自Map接口?

7.3 Collection和Collections的区别?

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1.Map集合的特点

• 将键映射到值的对象
• 一个映射不能包含重复的键
• 每个键最多只能映射到一个值

2.Map集合的功能概述

2.1 添加功能

• V put(K key,V value)：添加元素

2.2 删除功能

• V remove(Object key)：根据键删除键值对元素，并返回值
• void clear()：移除所有的键值对元素

2.3 判断功能

• boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键
• boolean containsValue(Object value)：判断集合是否包含指定的值
• boolean isEmpty()：判断集合是否为空

2.4长度功能

• int size()：返回集合中键值对的对数

2.5获取功能

• Set<K> keySet()：获取集合中所有键的集合
• V get(Object key)：根据键获取值
• Collection<V> values()：获取集合中所有值的集合
• Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：返回的是键值对对象的集合

3.Map集合的遍历

3.1 根据键找值

分析步骤如下：

• 获取所有的键
• 遍历键的集合，获取得到每一个键
• 根据键去找值

部分代码如下：

// 创建集合对象
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

// 向集合中添加元素
map.put("杨过", "小龙女");
map.put("杨康", "穆念慈");
map.put("郭靖", "黄蓉");
map.put("杨玄风", "梅超风");
		
// 获取集合中所有键的集合
Set<String> set = map.keySet();
// 遍历set，得到每一个key
for (String key : set) {
	// 根据键去找值
	String value = map.get(key);
	System.out.println(key + "---" + value);
}

3.2 根据键值对对象找键和值

分析步骤如下：

• 获取所有键值对对象的集合
• 循环遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象
• 根据键值对对象得到键和值

部分代码如下：

// 创建集合对象
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

// 向集合中添加元素
map.put("杨过", "小龙女");
map.put("杨康", "穆念慈");
map.put("郭靖", "黄蓉");
map.put("杨玄风", "梅超风");
		
// 获取键值对对象的集合
Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
// 循环遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象
for (Map.Entry<String, String> entry : entrySet) {
	// 根据键值对对象得到键和值
	String key = entry.getKey();
	String value = entry.getValue();
	System.out.println(key + "---" + value);
}

4.HashMap的概述

• HashMap是基于哈希表的Map接口的实现。
• 哈希表的作用是用来保证的键的唯一性的。
• 哈希表结构底层依赖hashcode()方法和equals()方法！

4.1 HashMap案例1：键String值String

// 创建集合对象
HashMap<String, String> hm = new HashMap<String, String>();

// 向集合中添加元素
hm.put("allan", "男");
hm.put("bella", "女");
hm.put("zhangsan", "女");

// 遍历
// 获取所有键的集合
Set<String> set = hm.keySet();
for (String key : set) {
	// 根据键去找值
	String value = hm.get(key);
	System.out.println(key + "---" + value);
}

4.2 HashMap案例2：键Integer值String

// 创建集合对象
HashMap<Integer, String> hm = new HashMap<Integer, String>();

// 向集合中添加元素
hm.put(28, "allan");
hm.put(2, "bella");
hm.put(28, "zhangsan");
hm.put(27, "allan");

// 遍历
// 获取所有键的集合
Set<Integer> set = hm.keySet();
for (Integer key : set) {
	// 根据键找值
	String value = hm.get(key);
	System.out.println(key + "---" + value);
}

4.3 HashMap案例3：键String值Student

Student.java的代码：

public class Student {
	private String name;
	private int age;
	
	public Student() {
		super();
	}

	public Student(String name, int age) {
		super();
		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;
	}

}

// 创建集合对象
HashMap<String, Student> hm = new HashMap<String, Student>();

// 创建学生对象
Student s1 = new Student("allan", 27);
Student s2 = new Student("bella", 2);
Student s3 = new Student("zhangsan", 28);
Student s4 = new Student("allan", 27);

// 向集合中添加元素
hm.put("spring001", s1);
hm.put("spring006", s2);
hm.put("spring002", s3);
hm.put("spring008", s4);

// 遍历
// 获取所有键的集合
Set<String> set = hm.keySet();
for (String key : set) {
	Student s = hm.get(key);
	System.out.println(key + "---" + s.getName() + "---" + s.getAge());
}

4.4 HashMap案例4：键Student值String

要求：如果两个对象的成员变量值都相同，则为同一个对象。

分析：HashMap是基于哈希表的Map接口的实现，而哈希表的底层依赖hashcode()方法和equals()方法。在Student类中并没有重写这两个方法，所以默认使用的Object类的hashcode()和equals()方法，这时候学生对象的hash值是不一样的，所以所有的学生对象都会输出！

解决方法：在Student类中重写hashcode()方法和equals()方法！

Student.java代码如下：

package com.hw.map02;

public class Student {
	private String name;
	private int age;
	
	public Student() {
		super();
	}

	public Student(String name, int age) {
		super();
		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 int hashCode() {
		final int prime = 31;
		int result = 1;
		result = prime * result + age;
		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
		return result;
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		Student other = (Student) obj;
		if (age != other.age)
			return false;
		if (name == null) {
			if (other.name != null)
				return false;
		} else if (!name.equals(other.name))
			return false;
		return true;
	}
}

测试类代码如下：

// 创建集合对象
HashMap<Student, String> map = new HashMap<Student, String>();
		
// 创建学生对象
Student s1 = new Student("貂蝉", 27);
Student s2 = new Student("王昭君", 30);
Student s3 = new Student("西施", 33);
Student s4 = new Student("杨玉环", 35);
Student s5 = new Student("貂蝉", 27);
		
// 添加元素
map.put(s1, "三国");
map.put(s2, "汉朝");
map.put(s3, "春秋战国");
map.put(s4, "唐朝");
map.put(s5, "隋朝");
		
// 获取集合中所有键的集合
Set<Student> set = map.keySet();
for (Student stu : set) {
	String value = map.get(stu);
	System.out.println(stu.getName() + "---" + stu.getAge() + "---" + value);
}

运行结果如下：

貂蝉---27---隋朝
西施---33---春秋战国
杨玉环---35---唐朝
王昭君---30---汉朝

5.LinkedHashMap的概述和使用

LinkedHashMap是Map接口的哈希表和链接的实现，具有可预知的迭代顺序。

• 由哈希表保证键的唯一性
• 由链表保证键的有序（存储和取出的顺序一致）

LinkedHashMap保证了记录的插入顺序，在遍历LinkedHashMap时，先得到的记录是先插入的！

部分代码如下：

// 创建集合对象
LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();

// 向集合中添加元素
map.put("spring_001", "hello");
map.put("spring_003", "world");
map.put("spring_001", "javaee");
map.put("spring_002", "hello");
map.put("spring_003", "html");
map.put("spring_004", "javascript");

// 获取集合中键的集合
Set<String> set = map.keySet();
for (String key : set) {
	String value = map.get(key);
	System.out.println(key + "---" + value);
}

运行结果如下：

spring_001---javaee
spring_003---html
spring_002---hello
spring_004---javascript

6.TreeMap概述

TreeMap是基于二叉树的Map接口的实现。

键是二叉树结构，可以保证键的排序和唯一性！

下面来看两个TreeMap的案例！

6.1 TreeMap案例1：键是String值是String

// 创建集合对象
// 当构造方法为空时,使用自然排序进行排序
TreeMap<String, String> tm = new TreeMap<String, String>();

// 向集合中添加元素
tm.put("liangchaowei", "刘嘉玲");
tm.put("dengchao", "孙俪");
tm.put("huangxiaoming", "杨颖");
tm.put("zhangjie", "谢娜");
tm.put("huangxiaoming", "范冰冰");

// 遍历
Set<String> set = tm.keySet();
for (String key : set) {
	String value = tm.get(key);
	System.out.println(key + "---" + value);
}

运行结果如下：

dengchao---孙俪
huangxiaoming---范冰冰
liangchaowei---刘嘉玲
zhangjie---谢娜

6.2 TreeMap案例2：键是Student值是String

Student.java代码如下：

package cn.itcast_04;

public class Student {
	private String name;
	private int age;
	
	public Student() {
		super();
	}

	public Student(String name, int age) {
		super();
		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;
	}
	
	
}

TreeMapDemo2.java代码如下：

package com.hw.map02;

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

/**
 * TreeMap:键是二叉树结构,可以保证键的排序和唯一性
 * 
 * TreeMap<Student, String> 
 * 		键:Student 
 * 		值:String
 * 
 * 使用比较器排序,按照年龄从小到大排序
 * 
 * @author HW
 * 
 */
public class TreeMapDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建集合对象
		// 当一个方法的参数是接口时,真正需要的是该接口实现类的对象
		TreeMap<Student, String> tm = new TreeMap<Student, String>(new Comparator<Student>() {

					public int compare(Student s1, Student s2) {
						int num1 = s1.getAge() - s2.getAge();
						int num2 = (num1 == 0) ? (s1.getName().compareTo(s2
								.getName())) : num1;
						return num2;
					}
			
		});

		// 创建学生对象
		Student s1 = new Student("allan", 27);
		Student s2 = new Student("bella", 3);
		Student s3 = new Student("ella", 28);
		Student s4 = new Student("bella", 2);
		Student s5 = new Student("allan", 27);

		// 向集合中添加元素
		tm.put(s1, "男");
		tm.put(s2, "女");
		tm.put(s3, "女");
		tm.put(s4, "男");
		tm.put(s5, "女");
		
		// 获取集合中键的集合
		Set<Student> set = tm.keySet();
		for (Student stu : set) {
			String value = tm.get(stu);
			System.out.println(stu.getName() + "---" + stu.getAge() + "---" + value);
		}
	}
}

运行结果如下：

bella---2---男
bella---3---女
allan---27---女
ella---28---女

7.面试题

7.1 Hashtable和HashMap的区别？

• Hashtable:线程安全，效率低。不允许null键和null值
• HashMap:线程不安全，效率高。允许null键和null值

7.2 List、Set、Map等接口是否都继承自Map接口?

• List、Set不是继承自Map接口，它们继承自Collection接口
• Map接口本身就是一个顶层接口

7.3 Collection和Collections的区别?

• Collection:是单列集合的顶层接口，有子接口List和Set。
• Collections:是针对集合操作的工具类，都是静态方法，包括对集合进行排序和二分查找的方法