概要
前面,我们已经系统的对List进行了学习。接下来,我们先学习Map,然后再学习Set;因为Set的实现类都是基于Map来实现的(如,HashSet是通过HashMap实现的,TreeSet是通过TreeMap实现的)。
首先,我们看看Map架构。
如上图:
(01) Map 是映射接口,Map中存储的内容是键值对(key-value)。
(02) AbstractMap 是继承于Map的抽象类,它实现了Map中的大部分API。其它Map的实现类可以通过继承AbstractMap来减少重复编码。
(03) SortedMap 是继承于Map的接口。SortedMap中的内容是排序的键值对,排序的方法是通过比较器(Comparator)。
(04) NavigableMap 是继承于SortedMap的接口。相比于SortedMap,NavigableMap有一系列的导航方法;如”获取大于/等于某对象的键值对”、“获取小于/等于某对象的键值对”等等。
(05) TreeMap 继承于AbstractMap,且实现了NavigableMap接口;因此,TreeMap中的内容是“有序的键值对”!
(06) HashMap 继承于AbstractMap,但没实现NavigableMap接口;因此,HashMap的内容是“键值对,但不保证次序”!
(07) Hashtable 虽然不是继承于AbstractMap,但它继承于Dictionary(Dictionary也是键值对的接口),而且也实现Map接口;因此,Hashtable的内容也是“键值对,也不保证次序”。但和HashMap相比,Hashtable是线程安全的,而且它支持通过Enumeration去遍历。
(08) WeakHashMap 继承于AbstractMap。它和HashMap的键类型不同,WeakHashMap的键是“弱键”。
在对各个实现类进行详细之前,先来看看各个接口和抽象类的大致介绍。内容包括:
1、Map
Map的定义如下:
public interface Map<K,V> { }
- Map 是一个键值对(key-value)映射接口。Map映射中不能包含重复的键;每个键最多只能映射到一个值。
- Map 接口提供三种collection 视图,允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容。
- Map 映射顺序。有些实现类,可以明确保证其顺序,如 TreeMap;另一些映射实现则不保证顺序,如 HashMap 类。
- Map 的实现类应该提供2个“标准的”构造方法:第一个,void(无参数)构造方法,用于创建空映射;第二个,带有单个 - Map 类型参数的构造方法,用于创建一个与其参数具有相同键-值映射关系的新映射。实际上,后一个构造方法允许用户复制任意映射,生成所需类的一个等价映射。尽管无法强制执行此建议(因为接口不能包含构造方法),但是 JDK 中所有通用的映射实现都遵从它。
Map的API
Modifier and Type Method and Description
void clear()
从该Map中删除所有的映射(可选操作)。
default V compute(K key, BiFunction<? super K,? super V,? extends V> remappingFunction)
尝试计算指定键的映射及其当前映射的值(如果没有当前映射, null )。
default V computeIfAbsent(K key, Function<? super K,? extends V> mappingFunction)
如果指定的键尚未与值相关联(或映射到 null ),则尝试使用给定的映射函数计算其值,
并将其输入到此映射中,除非 null 。
default V computeIfPresent(K key, BiFunction<? super K,? super V,? extends V> remappingFunction)
如果指定的密钥的值存在且非空,则尝试计算给定密钥及其当前映射值的新映射。
boolean containsKey(Object key)
如果此映射包含指定键的映射,则返回 true 。
boolean containsValue(Object value)
如果此Map将一个或多个键映射到指定的值,则返回 true 。
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
返回此Map中包含的映射的Set视图。
boolean equals(Object o)
将指定的对象与此映射进行比较以获得相等性。
default void forEach(BiConsumer<? super K,? super V> action)
对此映射中的每个条目执行给定的操作,直到所有条目都被处理或操作引发异常。
V get(Object key)
返回到指定键所映射的值,或 null如果此映射包含该键的映射。
default V getOrDefault(Object key, V defaultValue)
返回到指定键所映射的值,或 defaultValue如果此映射包含该键的映射。
int hashCode()
返回此Map的哈希码值。
boolean isEmpty()
如果此Map不包含键值映射,则返回 true 。
Set<K> keySet()
返回此Map中包含的键的Set视图。
default V merge(K key, V value, BiFunction<? super V,? super V,? extends V> remappingFunction)
如果指定的键尚未与值相关联或与null相关联,则将其与给定的非空值相关联。
V put(K key, V value)
将指定的值与该映射中的指定键相关联(可选操作)。
void putAll(Map<? extends K,? extends V> m)
将指定Map的所有映射复制到此映射(可选操作)。
default V putIfAbsent(K key, V value)
如果指定的键尚未与某个值相关联(或映射到 null )将其与给定值相关联并返回 null ,否则返回当前值。
V remove(Object key)
如果存在(从可选的操作),从该Map中删除一个键的映射。
default boolean remove(Object key, Object value)
仅当指定的密钥当前映射到指定的值时删除该条目。
default V replace(K key, V value)
只有当目标映射到某个值时,才能替换指定键的条目。
default boolean replace(K key, V oldValue, V newValue)
仅当当前映射到指定的值时,才能替换指定键的条目。
default void replaceAll(BiFunction<? super K,? super V,? extends V> function)
将每个条目的值替换为对该条目调用给定函数的结果,直到所有条目都被处理或该函数抛出异常。
int size()
返回此Map中键值映射的数量。
Collection<V> values()
返回此Map中包含的值的Collection视图。
说明:
(01) Map提供接口分别用于返回 键集、值集或键-值映射关系集。
entrySet()用于返回键-值集的Set集合
keySet()用于返回键集的Set集合
values()用户返回值集的Collection集合
因为Map中不能包含重复的键;每个键最多只能映射到一个值。所以,键-值集、键集都是Set,值集时Collection。
(02) Map提供了“键-值对”、“根据键获取值”、“删除键”、“获取容量大小”等方法。
2、Map.Entry
Map.Entry的定义如下:
interface Entry<K,V> { }
Map.Entry是Map中内部的一个接口,Map.Entry是键值对,Map通过 entrySet() 获取Map.Entry的键值对集合,从而通过该集合实现对键值对的操作。
Map.Entry的API
Modifier and Type Method and Description
static <K extends Comparable<? super K>,V>
Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByKey()
返回一个比较器 ,按键自然顺序比较Map.Entry 。
static <K,V> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByKey(Comparator<? super K> cmp)
返回一个比较器,比较Map.Entry按键使用给定的Comparator 。
static <K,V extends Comparable<? super V>>
Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByValue()
返回一个比较器,比较Map.Entry的自然顺序值。
static <K,V> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByValue(Comparator<? super V> cmp)
返回一个比较器 ,使用给定的Comparator比较Map.Entry的值。
boolean equals(Object o)
将指定的对象与此条目进行比较以获得相等性。
K getKey()
返回与此条目相对应的键。
V getValue()
返回与此条目相对应的值。
int hashCode()
返回此映射条目的哈希码值。
V setValue(V value)
用指定的值替换与该条目相对应的值(可选操作)。
3、AbstractMap
AbstractMap的定义如下:
public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> {}
AbstractMap类提供 Map 接口的骨干实现,以最大限度地减少实现此接口所需的工作。
要实现不可修改的映射,编程人员只需扩展此类并提供 entrySet 方法的实现即可,该方法将返回映射的映射关系 set 视图。通常,返回的 set 将依次在 AbstractSet 上实现。此 set 不支持 add() 或 remove() 方法,其迭代器也不支持 remove() 方法。
要实现可修改的映射,编程人员必须另外重写此类的put方法(否则将抛出UnsupportedOperationException),entrySet().iterator() 返回的迭代器也必须另外实现其 remove 方法。
AbstractMap的API
Modifier and Type Method and Description
void clear()
从该地图中删除所有的映射(可选操作)。
protected Object clone()
返回此 AbstractMap实例的浅拷贝:键和值本身不被克隆。
boolean containsKey(Object key)
如果此映射包含指定键的映射,则返回 true 。
boolean containsValue(Object value)
如果此映射将一个或多个键映射到指定的值,则返回 true 。
abstract Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
返回此地图中包含的映射的Set视图。
boolean equals(Object o)
将指定的对象与此映射进行比较以获得相等性。
V get(Object key)
返回到指定键所映射的值,或 null如果此映射包含该键的映射。
int hashCode()
返回此地图的哈希码值。
boolean isEmpty()
如果此地图不包含键值映射,则返回 true 。
Set<K> keySet()
返回此地图中包含的键的Set视图。
V put(K key, V value)
将指定的值与该映射中的指定键相关联(可选操作)。
void putAll(Map<? extends K,? extends V> m)
将指定地图的所有映射复制到此映射(可选操作)。
V remove(Object key)
如果存在(从可选的操作),从该地图中删除一个键的映射。
int size()
返回此地图中键值映射的数量。
String toString()
返回此地图的字符串表示形式。
Collection<V> values()
返回此地图中包含的值的Collection视图。
4、SortedMap
SortedMap的定义如下:
public interface SortedMap<K,V> extends Map<K,V> { }
SortedMap是一个继承于Map接口的接口。它是一个有序的SortedMap键值映射。
SortedMap的排序方式有两种:自然排序 或者 用户指定比较器。 插入有序 SortedMap 的所有元素都必须实现 Comparable 接口(或者被指定的比较器所接受)。
另外,所有SortedMap 实现类都应该提供 4 个“标准”构造方法:
(01) void(无参数)构造方法,它创建一个空的有序映射,按照键的自然顺序进行排序。
(02) 带有一个 Comparator 类型参数的构造方法,它创建一个空的有序映射,根据指定的比较器进行排序。
(03) 带有一个 Map 类型参数的构造方法,它创建一个新的有序映射,其键-值映射关系与参数相同,按照键的自然顺序进行排序。
(04) 带有一个 SortedMap 类型参数的构造方法,它创建一个新的有序映射,其键-值映射关系和排序方法与输入的有序映射相同。无法保证强制实施此建议,因为接口不能包含构造方法。
SortedMap的API
Modifier and Type Method and Description
Comparator<? super K> comparator()
返回用于订购此地图中的键的比较器,或null如果此地图使用其键的natural ordering 。
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
返回此地图中包含的映射的Set视图。
K firstKey()
返回此地图中当前的第一个(最低)键。
SortedMap<K,V> headMap(K toKey)
返回该地图的部分密钥严格小于 toKey 。
Set<K> keySet()
返回此地图中包含的键的Set视图。
K lastKey()
返回当前在此地图中的最后(最高)键。
SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey)
返回此地图部分的视图,其关键字范围为 fromKey (含),不 toKey toKey。
SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey)
返回此地图部分的视图,其键大于或等于 fromKey 。
Collection<V> values()
返回此地图中包含的值的Collection视图。
5、NavigableMap
NavigableMap的定义如下:
public interface NavigableMap<K,V> extends SortedMap<K,V> { }
NavigableMap是继承于SortedMap的接口。它是一个可导航的键-值对集合,具有了为给定搜索目标报告最接近匹配项的导航方法。
NavigableMap分别提供了获取“键”、“键-值对”、“键集”、“键-值对集”的相关方法。
NavigableMap的API
Modifier and Type Method and Description
Map.Entry<K,V> ceilingEntry(K key)
返回与大于或等于给定键的最小键相关联的键值映射,如果没有此键,则 null 。
K ceilingKey(K key)
返回大于或等于给定键的 null键,如果没有此键,则返回 null 。
NavigableSet<K> descendingKeySet()
返回此地图中包含的键的相反顺序NavigableSet 。
NavigableMap<K,V> descendingMap()
返回此映射中包含的映射的反向排序视图。
Map.Entry<K,V> firstEntry()
返回与该地图中的最小键相关联的键值映射,如果地图为空,则返回 null 。
Map.Entry<K,V> floorEntry(K key)
返回与小于或等于给定键的最大键相关联的键值映射,如果没有此键,则 null 。
K floorKey(K key)
返回小于或等于给定键的最大键,如果没有这样的键,则返回 null 。
SortedMap<K,V> headMap(K toKey)
返回此地图部分的视图,其密钥严格小于 toKey 。
NavigableMap<K,V> headMap(K toKey, boolean inclusive)
返回该地图部分的视图,其键值小于(或等于,如果 inclusive为真) toKey 。
Map.Entry<K,V> higherEntry(K key)
返回与最小密钥相关联的密钥值映射严格大于给定密钥,如果没有这样的密钥则 null 。
K higherKey(K key)
返回严格大于给定键的最小键,如果没有这样的键,则返回 null 。
Map.Entry<K,V> lastEntry()
返回与该地图中最大键相关联的键值映射,如果地图为空,则返回 null 。
Map.Entry<K,V> lowerEntry(K key)
返回与最大密钥相关联的密钥值映射严格小于给定密钥,如果没有这样的密钥则 null 。
K lowerKey(K key)
返回严格小于给定键的最大键,如果没有这样的键,则返回 null 。
NavigableSet<K> navigableKeySet()
返回此地图中包含的键的NavigableSet视图。
Map.Entry<K,V> pollFirstEntry()
删除并返回与该地图中的最小键相关联的键值映射,如果地图为空,则返回 null 。
Map.Entry<K,V> pollLastEntry()
删除并返回与该地图中最大键相关联的键值映射,如果地图为空,则返回 null 。
NavigableMap<K,V> subMap(K fromKey, boolean fromInclusive, K toKey, boolean toInclusive)
返回此地图部分的视图,其关键字范围为 fromKey至 toKey 。
SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey)
返回此地图部分的视图,其关键字范围为 fromKey (含),不 toKey toKey。
SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey)
返回此地图部分的视图,其键大于或等于 fromKey 。
NavigableMap<K,V> tailMap(K fromKey, boolean inclusive)
返回此地图部分的视图,其键大于(或等于,如果 inclusive为真) fromKey
说明:
NavigableMap除了继承SortedMap的特性外,它的提供的功能可以分为4类:
第1类,提供操作键-值对的方法。
lowerEntry、floorEntry、ceilingEntry 和 higherEntry 方法,它们分别返回与小于、小于等于、大于等于、大于给定键的键关联的 Map.Entry 对象。
firstEntry、pollFirstEntry、lastEntry 和 pollLastEntry 方法,它们返回和/或移除最小和最大的映射关系(如果存在),否则返回 null。
第2类,提供操作键的方法。这个和第1类比较类似
lowerKey、floorKey、ceilingKey 和 higherKey 方法,它们分别返回与小于、小于等于、大于等于、大于给定键的键。
第3类,获取键集。
navigableKeySet、descendingKeySet分别获取正序/反序的键集。
第4类,获取键-值对的子集。
6、Dictionary
Dictionary的定义如下:
public abstract class Dictionary<K,V> {}
NavigableMap是JDK 1.0定义的键值对的接口,它也包括了操作键值对的基本函数。
Dictionary的API
Modifier and Type Method and Description
abstract Enumeration<V> elements()
返回此字典中值的枚举。
abstract V get(Object key)
返回该字典中键映射到的值。
abstract boolean isEmpty()
测试这个字典是否将键值映射到值。
abstract Enumeration<K> keys()
返回此字典中键的枚举。
abstract V put(K key, V value)
将指定的key key到本字典中 value的value。
abstract V remove(Object key)
从该字典中删除 key (及其对应的 value )。
abstract int size()
返回此字典中的条目数(不同的键)。