Java集合（四）之Map

一、Map接口

1.1 Map概述

• Map 的字面翻译是映射(地图就是一种映射)。将键映射到值的对象，一个映射不能包含重复的键
  （如果有添加有重复的键，后面的会覆盖掉前面的，但是如果是自定义类型必须重写hashCode()和
  equals()方法），每个键最多只能映射到一个值。
• Map是Java中提供的一种通用的元素存储方式，它是一种集合类。map集合类用于存储键值对
  （“键”、“值”）即Map

1.2 Map接口和Collection接口的不同

• Map是双列的,Collection是单列的
• Map的键唯一,Collection的子体系Set是唯一的
• Map集合的数据结构值针对键有效，跟值无关;Collection集合的数据结构是针对元素有效。
• Map集合没有直接取出元素的方法，而是先转成Set集合，在通过迭代获取元素

1.3 Map集合功能概述

1）添加功能

 V put(K key,V value):添加元素。
    如果键是第一次存储，就直接存储元素，返回null
    如果键不是第一次存在，就用值把以前的值替换掉，返回以前的值
 putAll(Map<? extends K,? extends V> m):将指定Map中的键值对复制到Map中

2）删除功能

 void clear():移除所有的键值对元素
 V remove(Object key)：删除指定key所对应的键值对，返回可以所关联的value，如果key不存在，返回null

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

4）获取功能

 Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():
 V get(Object key):根据键获取值
 Set<K> keySet():获取集合中所有键的集合
 Collection<V> values():获取集合中所有值的集合

5）长度功能

int size()：返回集合中的键值对的个数

Map中包含一个内部类：Entry。该类封装了一个键值对，它包含了三个方法：

Object getKey():返回该Entry里包含的key值。
Object getValeu():返回该Entry里包含的value值。
Object setValue(V value):设置该Entry里包含的value值，并返回新设置的value值。

1.4 Map实例之遍历

Map的遍历大体有3种：

• 遍历Map.entrySet()：它的每一个元素都是Map.Entry对象，这个对象中，
  放着的就是Map中的某一对key-value。

• 遍历Map.keySet()：它是Map中key值的集合，我们可以通过遍历这个集合
  来读取Map中的元素。

• 遍历Map.values()：它是Map中value的集合，我们可以直接通过这个集合
  遍历Map中的值，却不能读取key。

举例一:Map集合的遍历之键找值
思路：一是：获取所有键的集合。二是：遍历键的集合，获取到每一个键。三是：根据键找值。

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package com.zyh.Collection.map;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class MapDemo_0010 {
//    Map集合的遍历之键找值
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("张三",34);
        map.put("美女",14);
        map.put("帅哥",24);
        map.put("流浪汉",74);

        /*方式一：使用迭代器
        Set<String> str = map.keySet();
        Iterator<String> it = str.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String key = it.next();
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println("key="+key+"——value="+value);
        }*/

        //方式二：使用增强for循环
        for (String key:map.keySet()){
            System.out.println("key="+key+"——value="+map.get(key));
        }
    }
}

举例二：Map集合的遍历之键值对对象找键和值
思路：
 一是：获取所有键值对对象的集合。
 二是：遍历键值对对象的集合，获取到每一个键值对对象。
 三是：根据键值对对象找键和值。

package com.zyh.Collection.map;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class MapDemo_0011 {
    //Map集合的遍历之键值对对象找键和值
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("张三",34);
        map.put("美女",14);
        map.put("帅哥",24);
        map.put("流浪汉",74);

        /*方式一：使用迭代器
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entry = map.entrySet(); //获取所有的键值对象的集合
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> it = entry.iterator(); //获取迭代器
        while (it.hasNext()){
            Map.Entry<String, Integer> en = it.next();  //获取键值对对象
            String key = en.getKey();   //根据键值对对象获取键
            Integer value = en.getValue();  //根据键值对对象获取值
            System.out.println("key="+key+"——value="+value);
        }*/
        //方式二：使用增强for循环
        for (Map.Entry<String,Integer> en : map.entrySet()){
            String key = en.getKey();
            Integer value = en.getValue();
            System.out.println("key="+key+"——value="+value);
        }

    }
}

二、HashMap

2.1 HashMap概述

• HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。它存储的时候是无序的。
• HashMap 继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
• HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。
  此外，HashMap中的映射不是有序的。

在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构
都可以用这两个基本结构来构造的，HashMap也不例外。
HashMap实际上是一个“链表的数组”的数据结构，每个元素存放链表头结点的数组，即数组和链表的结合体。

HashMap注意事项：

• HashMap底层维护一个数组，我们向HashMap中所放置的对象实际上是存储在该数组当中。
• 当向HashMap中put一对键值时，它会根据key的hashCode值计算出一个位置，该位置就是
  此对象准备往数组中存放的位置。

2.2 实例：在HashMap中存储key为Student对象，value为String类型

当键是自定义类型时怎么保证唯一性：重写hashCode()和equals()方法,这样我们在存储的时候
如果有重复的键，后面的会覆盖前面的。

package com.zyh.Collection.map;

import com.zyh.domain.Student;
import java.util.HashMap;

public class HashMapDemo_0010 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Student,String> hs = new HashMap<>();
        hs.put(new Student("张三",23),"上海");
        hs.put(new Student("张三",23),"上海");
        hs.put(new Student("李四",55),"深圳");
        hs.put(new Student("王五",78),"苏州");
        hs.put(new Student("赵六",89),"杭州");

        System.out.println(hs);
    }
}

这里的话就会输出：

分析：首先输出的都是无序的，为什么直接输出map就会打印呢？因为底层重写了toString方法。

查看之后它的父类重写了toString()方法

2.3 HashMap的用法

需求：统计字符串中每个字符出现的次数

    String str = "aaaabbbcccccccccc";
            char[] arr = str.toCharArray();                        //将字符串转换成字符数组
            HashMap<Character, Integer> hm = new HashMap<>();    //创建双列集合存储键和值

            for(char c : arr) {                                    //遍历字符数组
                if(!hm.containsKey(c)) {                        //如果不包含这个键
                    hm.put(c, 1);                                //就将键和值为1添加
                }else {                                            //如果包含这个键
                    hm.put(c, hm.get(c) + 1);                    //就将键和值再加1添加进来
                }

                //hm.put(c, !hm.containsKey(c) ? 1 : hm.get(c) + 1);
                Integer i = !hm.containsKey(c) ? hm.put(c, 1) : hm.put(c, hm.get(c) + 1);
                        }

            for (Character key : hm.keySet()) {                    //遍历双列集合
                System.out.println(key + "=" + hm.get(key));
            }

2.4 LinkedHashMap

特点：底层是链表实现的可以保证怎么存就怎么取

举例：

import com.zyh.domain.Student;
import java.util.LinkedHashMap;

public class LinkedHashMapDemo_0010 {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap<Student,String> lhs = new LinkedHashMap<>();
        lhs.put(new Student("张三",23),"上海");
        lhs.put(new Student("李四",55),"深圳");
        lhs.put(new Student("王五",78),"苏州");
        lhs.put(new Student("赵六",89),"杭州");

        System.out.println(lhs);
    }
}

结果：

三、TreeMap

3.1 TreeMap概述

TreeMap底层是二叉树数据结构,线程不同步,可用于给Map集合中的键进行排序。
注意：

• 1）用作key的对象必须实现hashCode和equals方法。
• 2）不能保证其中的键值对的顺序
• 3）尽量不要使用可变对象作为它们的key值。

SortedMap接口和TreeMap类的关系

• SortedMap接口是Map的子接口,其进一步提供对于键的排序功能。
• TreeMap类就是SortedMap接口的实现类。
• TreeMap可以对key值进行自然排序或者比较器排序,其用法和TreeSet是一致的。

3.2 举例说明TreeMap排序问题

package com.zyh.Collection.map;

import com.zyh.domain.Student;
import java.util.TreeMap;

public class TreeMapDemo_0010 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>();
        tm.put(new Student("张三",23),"上海");
        tm.put(new Student("李四",18),"深圳");
        tm.put(new Student("王五",78),"苏州");
        tm.put(new Student("赵六",66),"杭州");
        System.out.println(tm);
    }
}

当我们执行的时候会出错

因为key是自定义对象不知道怎么排序，所以这里要实现Comparable接口，重写compareTo方法，
或者给TreeMap的构造方法中声明一个比较器。

• 方式一：实现Comparable接口，重写compareTo方法
  实现Comparable接口:

public class Student implements Comparable<Student>{

重写compareTo方法：

结果：按年龄排序

• 方式二：给TreeMap的构造方法中声明一个比较器（测试前把前面Student中的删除掉）

package com.zyh.Collection.map;

import com.zyh.domain.Student;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;

public class TreeMapDemo_0010 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student s1, Student s2) {
                int num = s1.getAge()-s2.getAge();
                //s1.getName().compareTo(s2.getName())这里的compareTo方法是String类中的方法
                return num==0?s1.getName().compareTo(s2.getName()):num;
            }
        });
        tm.put(new Student("张三",23),"上海");
        tm.put(new Student("李四",18),"深圳");
        tm.put(new Student("王五",78),"苏州");
        tm.put(new Student("赵六",66),"杭州");
        System.out.println(tm);
    }
}

四、HashMap与HashTable的区别

• 同步性
  Hashtable是同步的，这个类中的一些方法保证了Hashtable中的对象是线程安全的。
  而HashMap则是异步的，因此HashMap中的对象并不是线程安全的。
  因为同步的要求会影响执行的效率，所以如果你不需要线程安全的集合那么使用HashMap是
  一个很好的选择，这样可以避免由于同步带来的不必要的性能开销，从而提高效率。
• 值
  HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value，但是Hashtable是不能放入空值的。
  HashMap**最多只有一个key值为null，但可以有无数多个value值为null**。
• 性能
  HashMap的性能最好，HashTable的性能是最差（因为它是同步的）