HashMap,LinkedHashMap,TreeMap的区别

旧城等待， 2022-03-19 19:28 295阅读 0赞

原文地址：http://blog.csdn.net/xin\_jmail/article/details/25975085

Map主要用于存储健值对，根据键得到值，因此不允许键重复(重复了覆盖了),但允许值重复。  
Hashmap 是一个最常用的Map,它根据键的HashCode 值存储数据,根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度，遍历时，取得数据的顺序是完全随机的。HashMap最多只允许一条记录的键为Null;允许多条记录的值为 Null;HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap;可能会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力，或者使用ConcurrentHashMap。  
Hashtable与 HashMap类似,它继承自Dictionary类，不同的是:它不允许记录的键或者值为空;它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable,因此也导致了 Hashtable在写入时会比较慢。  
LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的.也可以在构造时用带参数，按照应用次数排序。在遍历的时候会比HashMap慢，不过有种情况例外，当HashMap容量很大，实际数据较少时，遍历起来可能会比LinkedHashMap慢，因为LinkedHashMap的遍历速度只和实际数据有关，和容量无关，而HashMap的遍历速度和他的容量有关。  
TreeMap实现SortMap接口，能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator 遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。

一般情况下，我们用的最多的是HashMap,HashMap里面存入的键值对在取出的时候是随机的,它根据键的HashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。  
TreeMap取出来的是排序后的键值对。但如果您要**按自然顺序或自定义顺序遍历键**，那么TreeMap会更好。  
LinkedHashMap 是HashMap的一个子类，如果需要**输出的顺序和输入的相同**,那么用LinkedHashMap可以实现,它还可以按读取顺序来排列，像连接池中可以应用。

1. HashSet是通过HashMap实现的,TreeSet是通过TreeMap实现的,只不过Set用的只是Map的key  
2. Map的key和Set都有一个共同的特性就是集合的唯一性.TreeMap更是多了一个排序的功能.  
3. hashCode和equal()是HashMap用的, 因为无需排序所以只需要关注定位和唯一性即可.  
   a. hashCode是用来计算hash值的,hash值是用来确定hash表索引的.  
   b. hash表中的一个索引处存放的是一张链表, 所以还要通过equal方法循环比较链上的每一个对象  
       才可以真正定位到键值对应的Entry.  
   c. put时,如果hash表中没定位到,就在链表前加一个Entry,如果定位到了,则更换Entry中的value,并返回旧value  
4. 由于TreeMap需要排序,所以需要一个Comparator为键值进行大小比较.当然也是用Comparator定位的.  
   a. Comparator可以在创建TreeMap时指定  
   b. 如果创建时没有确定,那么就会使用key.compareTo()方法,这就要求key必须实现Comparable接口.  
   c. TreeMap是使用Tree[数据结构][Link 1]实现的,所以使用compare接口就可以完成定位了.

注意：   
1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。   
2、Set和Collection拥有一模一样的接口。   
3、List，可以通过get()方法来一次取出一个元素。使用数字来选择一堆对象中的一个，get(0)...。(add/get)   
4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue。   
5、Map用 put(k,v) / get(k)，还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。   
      HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。   
    \*     hashing   
          哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值，这个值存储在一个array中。   
          我们都知道所有存储结构中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。   
        
          发生碰撞时，让array指向多个values。即，数组每个位置上又生成一个梿表。   
6、Map中元素，可以将key序列、value序列单独抽取出来。   
使用keySet()抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。   
使用values()抽取value序列，将map中的所有values生成一个Collection。   
为什么一个生成Set，一个生成Collection？那是因为，key总是独一无二的，value允许重复。

### HashMap和Hashtable的区别 ###

HashMap和Hashtable都实现了Map接口，但决定用哪一个之前先要弄清楚它们之间的分别。主要的区别有：线程安全性，同步(synchronization)，以及速度。

1.  HashMap几乎可以等价于Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，并可以接受null(HashMap可以接受为null的键值(key)和值(value)，而Hashtable则不行)。
2.  HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，这意味着Hashtable是线程安全的，多个线程可以共享一个Hashtable；而如果没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。
3.  另一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。这条同样也是Enumeration和Iterator的区别。
4.  由于Hashtable是线程安全的也是synchronized，所以在单线程环境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步，只需要单一线程，那么使用HashMap性能要好过Hashtable。
5.  HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

### 要注意的一些重要术语： ###

1) sychronized意味着在一次仅有一个线程能够更改Hashtable。就是说任何线程要更新Hashtable时要首先获得同步锁，其它线程要等到同步锁被释放之后才能再次获得同步锁更新Hashtable。

2) Fail-safe和iterator迭代器相关。如果某个集合对象创建了Iterator或者ListIterator，然后其它的线程试图“结构上”更改集合对象，将会抛出ConcurrentModificationException异常。但其它线程可以通过set()方法更改集合对象是允许的，因为这并没有从“结构上”更改集合。但是假如已经从结构上进行了更改，再调用set()方法，将会抛出IllegalArgumentException异常。

3) 结构上的更改指的是删除或者插入一个元素，这样会影响到map的结构。

### 我们能否让HashMap同步？ ###

HashMap可以通过下面的语句进行同步：  
Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);

ps:[/images/20220319/9071a1236884414cadd4b84a532db039.png][http_seaizon.iteye.com_blog_571101]

map,set,list,等[Java][]中集合解析   
在JAVA的util包中有两个所有集合的父接口Collection和Map,它们的父子关系：   
           java.util   
        +Collection 这个接口extends自 --java.lang.Iterable接口   
           +List 接口   
              -ArrayList 类   
              -LinkedList 类   
              -Vector 类     此类是实现同步的   
           +Queue 接口   
              +不常用，在此不表.   
           +Set 接口   
              +SortedSet 接口   
                 -TreeSet 类   
              -HashSet   
        +Map 接口   
          -HashMap 类 (除了不同步和允许使用 null 键/值之外,与 Hashtable 大致相同.)   
          -Hashtable 类 此类是实现同步的,不允许使用 null 键值   
          +SortedMap 接口   
             -TreeMap 类   
          以下对众多接口和类的简单说明：首先不能不先说一下数组（Array）   
       一、Array ， Arrays   
Java所有“存储及随机访问一连串对象”的做法，array是最有效率的一种。   
1、   
效率高，但容量固定且无法动态改变。   
array还有一个缺点是，无法判断其中实际存有多少元素，length只是告诉我们array的容量。   
2、Java中有一个Arrays类，专门用来操作array。   
       arrays中拥有一组static函数，   
equals()：比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所有对应元素两两相等。   
fill()：将值填入array中。   
sort()：用来对array进行排序。   
binarySearch()：在排好序的array中寻找元素。   
System.arraycopy()：array的复制。   
  
二、Collection ， Map   
若撰写程序时不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库，array不适用。   
1、Collection 和 Map 的区别   
容器内每个为之所存储的元素个数不同。   
Collection类型者，每个位置只有一个元素。   
Map类型者，持有 key-value pair，像个小型[数据库][Link 2]。   
2、Java2容器类类库的用途是“保存对象”，它分为两类，各自旗下的子类关系   
Collection   
       --List：它确保维护元素特定的顺序.              
             --ArrayList / LinkedList / Vector   
       --Set ：不能含有重复的元素   
             --HashSet /TreeSet   
Map   
       --HashMap   
    --HashTable   
    --TreeMap   
　Map----一组成对的“键值对”对象，即其元素是成对的对象，最典型的应用就是数据字典，并且还有其它广泛的应用。另外，Map可以返回其所 有键组成的Set和其所有值组成的Collection，或其键值对组成的Set，并且还可以像数组一样扩展多维Map，只要让Map中键值对的每个 “值”是一个Map即可。   
  
　Collection下 1.迭代器   
  
　　迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小。   
  
　　Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动：   
  
　　(1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素。注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。   
  
  
　　(2) 使用next()获得序列中的下一个元素。   
  
　　(3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。   
  
　　(4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。   
  
　　Iterator是Java迭代器最简单的实现，为List设计的ListIterator具有更多的功能，它可以从两个方向遍历List，也可以从List中插入和删除元素。   
  
　　2.List的功能方法   
  
　　List(interface): 次序是List最重要的特点；它确保维护元素特定的顺序。List为Collection添加了许多方法，使得能够向List中间插入与移除元素(只推荐 LinkedList使用)。一个List可以生成ListIterator，使用它可以从两个方向遍历List，也可以从List中间插入和删除元素。   
  
　　ArrayList: 由数组实现的List。它允许对元素进行快速随机访问，但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。ListIterator只应该用来由后向前遍历ArrayList，而不是用来插入和删除元素，因为这比LinkedList开销要大很多。   
  
　　LinkedList: 由列表实现的List。对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除得开销不大，随机访问则相对较慢(可用ArrayList代替)。它具有方法 addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、removeLast()，这些方 法(没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。   
  
　　3.Set的功能方法   
  
　　Set(interface): 存入Set的每个元素必须是唯一的，这也是与List不同的，因为Set不保存重复元素。加入Set的Object必须定义equals()方法以确保对 象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。   
  
　　HashSet: HashSet能快速定位一个元素，存入HashSet的对象必须定义hashCode()。   
  
　　TreeSet: 保持次序的Set，底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。   
  
　　LinkedHashSet: 具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。   
  
　　HashSet采用散列函数对元素进行排序，这是专门为快速查询而设计的；TreeSet采用红黑树的数据结构进行排序元 素；LinkedHashSet内部使用散列以加快查询速度，同时使用链表维护元素的次序，使得看起来元素是以插入的顺序保存的。需要注意的是，生成自己 的类时，Set需要维护元素的存储顺序，因此要实现Comparable接口并定义compareTo()方法。   
4.Map的功能方法   
java为数据结构中的映射定义了一个接口java.util.Map;它有四个实现类,分别是HashMap Hashtable LinkedHashMap 和TreeMap   
Map主要用于存储健值对，根据键得到值，因此不允许键重复,但允许值重复。   
Hashmap 是一个 最常用的Map,它根据键的HashCode 值存储数据,根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。HashMap最多只允许一条记录的键为Null;允许多条记录的值为 Null;HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap;可能会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力.   
Hashtable 与 HashMap类似,不同的是:它不允许记录的键或者值为空;它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable,因此也导致了Hashtale在写入时会比较慢。   
LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的.在遍历的时候会比HashMap慢。   
TreeMap能够把它保存的记录根据键排序,默认是按升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator 遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。

Java代码  [![收藏代码][icon_star.png]][http_seaizon.iteye.com_blog_571101]

1.  public class TestMap \{  
2.     
3.   /\*\* 
4.    \* 初始化一个Map 
5.    \* @param map 
6.    \*/  
7.   public static void init(Map map)\{  
8.    if (map != null)\{  
9.     String key = null;  
10.    for (int i=5; i>0; i--)\{  
11.     key = new Integer(i).toString() + ".0";  
12.     map.put(key, key.toString());  
13.     //Map中的键是不重复的，如果插入两个键值一样的记录，  
14.     //那么后插入的记录会覆盖先插入的记录  
15.     map.put(key, key.toString() + "0");   \}  
16.   \}  
17.  \}  
18.  /\*\* 
19.   \* 输出一个Map 
20.   \* @param map 
21.   \*/  
22.  public static void output(Map map)\{  
23.   if (map != null)\{  
24.    Object key = null;  
25.    Object value = null;  
26.    //使用迭代器遍历Map的键，根据键取值  
27.    Iterator it = map.keySet().iterator();  
28.    while (it.hasNext())\{  
29.     key = it.next();  
30.     value = map.get(key);  
31.     System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );  
32.    \}  
33.    //或者使用迭代器遍历Map的记录Map.Entry  
34.    Map.Entry entry = null;  
35.    it = map.entrySet().iterator();  
36.    while (it.hasNext())\{  
37.     //一个Map.Entry代表一条记录  
38.     entry = (Map.Entry)it.next();  
39.     //通过entry可以获得记录的键和值  
40.     //System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());  
41.    \}  
42.   \}  
43.  \}  
44.  /\*\* 
45.   \* 判断map是否包含某个键 
46.   \* @param map 
47.   \* @param key 
48.   \* @return 
49.   \*/  
50.  public static boolean containsKey(Map map, Object key)\{  
51.   if (map != null)\{  
52.    return map.containsKey(key);  
53.   \}  
54.   return false;  
55.  \}  
56.  /\*\* 
57.   \* 判断map是否包含某个值 
58.   \* @param map 
59.   \* @param value 
60.   \* @return 
61.   \*/  
62.  public static boolean containsValue(Map map, Object value)\{  
63.   if (map != null)\{  
64.    return map.containsValue(value);  
65.   \}  
66.   return false;  
67.  \}  
68.  /\*\* 
69.   \* 演示HashMap 
70.   \*/  
71.  public static void testHashMap()\{  
72.   Map myMap = new HashMap();  
73.   init(myMap);  
74.   //HashMap的键可以为null  
75.   myMap.put(null,"ddd");  
76.   //HashMap的值可以为null  
77.   myMap.put("aaa", null);  
78.   output(myMap);  
79.  \}  
80.  /\*\* 
81.   \* 演示Hashtable 
82.   \*/  
83.  public static void testHashtable()\{  
84.   Map myMap = new Hashtable();  
85.   init(myMap);  
86.   //Hashtable的键不能为null  
87.   //myMap.put(null,"ddd");  
88.   //Hashtable的值不能为null  
89.   //myMap.put("aaa", null);  
90.   output(myMap);  
91.  \}  
92.  /\*\* 
93.   \* 演示LinkedHashMap 
94.   \*/  
95.  public static void testLinkedHashMap()\{  
96.   Map myMap = new LinkedHashMap();  
97.   init(myMap);  
98.   //LinkedHashMap的键可以为null  
99.   myMap.put(null,"ddd");  
100.   //LinkedHashMap的值可以为null  
101.   myMap.put("aaa", null);  
102.   output(myMap);  
103.  \}  
104.  /\*\* 
105.   \* 演示TreeMap 
106.   \*/  
107.  public static void testTreeMap()\{  
108.   Map myMap = new TreeMap();  
109.   init(myMap);  
110.   //TreeMap的键不能为null  
111.   //myMap.put(null,"ddd");  
112.   //TreeMap的值不能为null  
113.   //myMap.put("aaa", null);  
114.   output(myMap);  
115.  \}  
116.  public static void main(String\[\] args) \{  
117.   System.out.println("采用HashMap");  
118.   TestMap.testHashMap();  
119.   System.out.println("采用Hashtable");  
120.   TestMap.testHashtable();  
121.   System.out.println("采用LinkedHashMap");  
122.   TestMap.testLinkedHashMap();  
123.   System.out.println("采用TreeMap");  
124.   TestMap.testTreeMap();  
125.     
126.   Map myMap = new HashMap();  
127.   TestMap.init(myMap);  
128.   System.out.println("新初始化一个Map: myMap");  
129.   TestMap.output(myMap);  
130.   //清空Map  
131.   myMap.clear();  
132.   System.out.println("将myMap clear后，myMap空了么?  " + myMap.isEmpty());  
133.   TestMap.output(myMap);  
134.   myMap.put("aaa", "aaaa");  
135.   myMap.put("bbb", "bbbb");  
136.   //判断Map是否包含某键或者某值  
137.   System.out.println("myMap包含键aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));  
138.   System.out.println("myMap包含值aaaa?  "+ TestMap.containsValue(myMap, "aaaa"));  
139.   //根据键删除Map中的记录  
140.   myMap.remove("aaa");  
141.   System.out.println("删除键aaa后，myMap包含键aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));  
142.   //获取Map的记录数  
143.   System.out.println("myMap包含的记录数:  " + myMap.size());

3、其他特征   
\*     List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别。   
\*     Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。   
      继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，这些才可被实例化。   
\*     vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。   
  
三、Collections   
Collections是针对集合类的一个帮助类。提供了一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程完全化等操作。   
相当于对Array进行类似操作的类——Arrays。   
如，Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。   
       Collections.sort(List list); 对list中元素排序   
四、如何选择？   
1、容器类和Array的区别、择取   
      \*     容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。   
      \*     一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。   
2、   
     \*     在各种Lists中，最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList()；   
        Vector总是比ArrayList慢，所以要尽量避免使用。   
     \*     在各种Sets中，HashSet通常优于HashTree（插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。   
        HashTree存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。   
     \*     在各种Maps中   
        HashMap用于快速查找。   
     \*     当元素个数固定，用Array，因为Array效率是最高的。   
结论：最常用的是ArrayList，HashSet，HashMap，Array。而且，我们也会发现一个规律，用TreeXXX都是排序的。

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[Java]: http://lib.csdn.net/base/javase
[Link 2]: http://lib.csdn.net/base/mysql
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