JavaSE 集合框架（3）- Map集合 HashMap LinkedHashMap

末蓝、 2022-10-01 01:46 287阅读 0赞

** Map接口概述**

（1）该集合存储键值相对。一对一对往里存。而且要保证键的唯一性。

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

**Map集合的功能概述**  
** a: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  
** b:删除功能**  
       \* void clear():移除所有的键值对元素  
       \* V remove(Object key)：根据键删除键值对元素，并把值返回  
** c: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  
 **d: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  
** e:长度功能**  
       \* int size()：返回集合中的键值对的个数

package com.map;
    
    import java.util.*;
    public class mapDemo 
    {
        public static void main(String[] args) 
        {
            Map<String , String> map = new HashMap<String , String>();  //HashMap可以存空  Hashtable不能
    
            map.put("01","zhangshang01");               //键必须唯一，键相同则覆盖
            map.put("02","zhangshang02");
            map.put("03","zhangshang03");
    
            System.out.println("MapcontainsKey="+map.containsKey("02"));
            System.out.println("get="+map.get("01"));      //根据键获取值
            Collection<String> coll = map.values();       //获取map集合中所有的值
            System.out.println(coll);
            System.out.println(map);
        }
    }

输出

![20170325100827954][]

![20170325095554292][]

**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

**HashMap**

**HashMap的底层是用Hash数组和单向链表实现的，当调用put方法时，首先计算key的hashcode，如果key值对应的hashcode相同，则会使用equals函数比较key，如果返回true，则新的value值覆盖原来的值；如果返回false，则插入单向链表的头部。也就是说数组中存储的是最后插入的元素。**

**                                   **

**                                           ![20170418010928687][]**

**HashMap的两个重要属性是容量capacity和加载因子loadfactor，默认值分布为16和0.75，当容器中的元素个数大于capacity\*loadfactor时，容器会进行扩容resize 为2n，在初始化Hashmap时可以对着两个值进行修改，负载因子0.75被证明为是性能比较好的取值，通常不会修改，那么只有初始容量capacity会导致频繁的扩容行为，这是非常耗费资源的操作，所以，如果事先能估算出容器所要存储的元素数量，最好在初始化时修改默认容量capacity，以防止频繁的resize操作影响性能。**

HashMap和HashSet 的底层算法都是相同的。这里需要明确说明的是，HashSet底层依赖的是HashMap。HashSet底层实际是双列集合，只不过隐藏了一列，这里看看HashSet 添加方法的源码

![20170325101321290][]

可以看到HashSet的添加方法实际调用的是map的添加方法，PRESENT是一个用final修饰的Object,直接创建一个Object对象放在值得位置，但是值得对象不显示。源码如下图

![20170325101557777][]

为什么用单列集合底层依赖双列集合呢？

这样他们俩都可以依赖相同的Hash算法，由双列隐藏掉一列比较容易，但是想由一列变成双列就比较困难。**所以选择将HashSet的value值隐藏起来。**

![20170325102228821][]

**Map集合的两种取出方式： **  
1，KeySet:将map中所有的键存入到Set集合，因为Set集合具备迭代器。所以可以迭代方式去除所有的键，在根据get方法。获取每一个键对应的值。   
Map集合取出原理：将map集合转成set集合。在通过迭代器取出。

import java.util.*;
    class MapDemo  {
        public static void main(String[] args)  {
            Map<String , String> map = new HashMap<String , String>();  
    
            map.put("01","zhangshang01");
            map.put("02","zhangshang02");
            map.put("03","zhangshang03");
    
            Set<String> KeySet = map.keySet();  //先获取map集合的所有键的Set集合，KeySet()；
    
            Iterator<String> it = KeySet.iterator();  //有了Set集合，就可以获取其迭代器
    
            while(it.hasNext()){
                String key = it.next();                 //获取每一个键
                String value = map.get(key);            //有了键可以通过map集合的get方法获取其对应值
                System.out.println("key:"+key+",value:"+value);
            }
        }
    }

也可以不用迭代器遍历，用增强FOR循环

HashMap<String, Integer> hm = new HashMap<>();
            	hm.put("张三", 23);
    		hm.put("李四", 24);
    		hm.put("王五", 25);
    		hm.put("赵六", 26);
    			
    		for(String key :map.keySet) {               //map.keySet是所有键的集合
    			System.out.println(key+ "=" + map.get(key));
    		}

2.使用EntrySet

Entry是Map里面的一个内部接口，将键和值封装成了Entry对象，并存储在Set集合中

HashMap类有一个叫做Entry的内部类。这个Entry类包含了key-value作为实例变量。每当往hashmap里面存放key-value对的时候，都会为它们实例化一个Entry对象，这个Entry对象就会存储在前面提到的Entry数组table中。Entry具体存在table的那个位置是根据key的hashcode()方法计算出来的hash值（来决定）。

![20170325124707219][]

import java.util.*;
    class MapDemo 
    {
        public static void main(String[] args) 
        {
            Map<String , String> map = new HashMap<String , String>();  
    
            map.put("01","zhangshang01");
            map.put("02","zhangshang02");
            map.put("03","zhangshang03");
            map.put("04","zhangshang04");
            //Map.Entry说明Entry是Map的内部接口，将键和值封装成了Entry对象，并存储在Set集合中
            Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();    //映射关系取出，存入到Set集合中
            //获取每一个对象
            Iterator<Map.Entry<String , String>> it = entrySet.iterator();
    
            while(it.hasNext())
            {
                Map.Entry<String,String> me = it.next();
                String key = me.getKey();                  //根据键值对对象获取键
                String value = me.getValue();              //根据键值对对象获取值
    
                System.out.println(key+":"+value);
            }
        }
    }

增强FOR循环

for(Entry<String,Integer> en : hm.entrySet()) {
    				System.out.println(en.getKey() + "=" + en.getValue());
    			}

**HashMap集合键是Student值是String的案例**

public class Demo5_HashMap {
    	/*
    	 * * A:案例演示
    	 * HashMap集合键是Student值是String的案例
    	 * 键是学生对象,代表每一个学生
    	 * 值是字符串对象,代表学生归属地
    	 */
    	public static void main(String[] args) {
    		HashMap<Student, String> hm = new HashMap<>();
    		hm.put(new Student("张三", 23), "北京");
    		hm.put(new Student("张三", 23), "上海");
    		hm.put(new Student("李四", 24), "广州");
    		hm.put(new Student("王五", 25), "深圳");
    		
    		System.out.println(hm);
    	}
    }

在上面代码中我们看出，键中存入了两个相同的 “张三 23” Student对象。可是HashMap中的键又不能重复，那么为什么可以这样在键中存入两个相同的Student对象呢？

因为这里的键，就相当于HashSet中的元素，其自定义对象一般要重写HashCode和equals方法，如果不重写，其New出来的对象算出来的HashCode值是不一样的。不一样就不会调用equals方法去比较，直接存入了

重写Student类中的HashCode和equals方法

@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;
    	}

**LinkedHashMap**

底层是链表实现的可以保证怎么存就怎么取

import java.util.LinkedHashMap;
    
    public class Demo6_LinkedHashMap {
    
    	/**
    	 * @param args
    	 * LinkedHashMap可以保证怎么存就怎么取
    	 */
    	public static void main(String[] args) {
    		LinkedHashMap<String, Integer> lhm = new LinkedHashMap<>();
    		lhm.put("张三", 23);
    		lhm.put("李四", 24);
    		lhm.put("赵六", 26);
    		lhm.put("王五", 25);
    		
    		System.out.println(lhm);
    	}
    
    }

![20170325152927657][]

**TreeMap**

TreeMap集合键是Student值是String的案例

和TreeSet一样，当往容器中存入对象时，要重写compareTo方法，让程序知道按何种方式比较。如果没有重写就会引发ClassCastException

实现comparable接口，重写compareTo方法

public class Student implements Comparable<Student> {
    	private String name;
    	private int age;
    	
    	@Override
    	public int compareTo(Student o) {
    		int num = this.age - o.age;					//以年龄为主要条件
    		return num == 0 ? this.name.compareTo(o.name) : num;
    	}
    }

import java.util.TreeMap;
    
    import com.heima.bean.Student;
    
    public class Demo7_TreeMap {
    
    	/**
    	 * * A:案例演示
    	 * TreeMap集合键是Student值是String的案例
    	 */
    	public static void main(String[] args) {
    		
    		tm.put(new Student("张三", 23), "北京");
    		tm.put(new Student("李四", 13), "上海");
    		tm.put(new Student("赵六", 43), "深圳");
    		tm.put(new Student("王五", 33), "广州");
    		
    		System.out.println(tm);
    	}
    
    }

也可以使用比较器来比较

import java.util.Comparator;
    import java.util.TreeMap;
    
    import com.heima.bean.Student;
    
    public class Demo7_TreeMap {
    
    	/**
    	 * * A:案例演示
    	 * TreeMap集合键是Student值是String的案例
    	 */
    	public static void main(String[] args) {
    		//demo1();
    		TreeMap<Student, String> tm = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
    
    			@Override
    			public int compare(Student s1, Student s2) {
    				int num = s1.getName().compareTo(s2.getName());		//按照姓名比较
    				return num == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num;
    			}
    		});
    		tm.put(new Student("张三", 23), "北京");
    		tm.put(new Student("李四", 13), "上海");
    		tm.put(new Student("赵六", 43), "深圳");
    		tm.put(new Student("王五", 33), "广州");
    		
    		System.out.println(tm);
    	}
    
    }

练习：统计字符串中每个字符出现的次数

import java.util.HashMap;
    
    public class Test1 {
    
    	/**
    	 * * A:案例演示
    	 * 需求：统计字符串中每个字符出现的次数
    	 * 
    	 * 分析:
    	 * 1,定义一个需要被统计字符的字符串
    	 * 2,将字符串转换为字符数组
    	 * 3,定义双列集合,存储字符串中字符以及字符出现的次数
    	 * 4,遍历字符数组获取每一个字符,并将字符存储在双列集合中
    	 * 5,存储过程中要做判断,如果集合中不包含这个键,就将该字符当作键,值为1存储,如果集合中包含这个键,就将值加1存储
    	 * 6,打印双列集合获取字符出现的次数
    	 */
    	public static void main(String[] args) {
    		//1,定义一个需要被统计字符的字符串
    		String s = "aaaabbbbbccccccccccccc";
    		//2,将字符串转换为字符数组
    		char[] arr = s.toCharArray();
    		//3,定义双列集合,存储字符串中字符以及字符出现的次数
    		HashMap<Character, Integer> hm = new HashMap<>();
    		//4,遍历字符数组获取每一个字符,并将字符存储在双列集合中
    		for(char c: arr) {
    			//5,存储过程中要做判断,如果集合中不包含这个键,就将该字符当作键,值为1存储,如果集合中包含这个键,就将值加1存储
    			if(!hm.containsKey(c)) {			//如果不包含这个键
    				hm.put(c, 1);
    			}else {
    				hm.put(c, hm.get(c) + 1);
    			}
    		}
    		//6,打印双列集合获取字符出现的次数
    		
    		for (Character key : hm.keySet()) {				//hm.keySet()代表所有键的集合
    			System.out.println(key + "=" + hm.get(key));//hm.get(key)根据键获取值
    		}
    	}
    
    }

[20170325100827954]: /images/20220705/7233217deb9b477dbfaf6b2a327680d1.png
[20170325095554292]: /images/20220705/ddb82add7c1f4c9da64c072a49d5ba7d.png
[20170418010928687]: /images/20220705/32b65a3183f34995abb3f63d0b8e9ed3.png
[20170325101321290]: /images/20220705/1657463f7f1147ec8192ae87fe34b02f.png
[20170325101557777]: /images/20220705/8f05c6f9697b4875a32a762e3569f68a.png
[20170325102228821]: /images/20220705/5cf6083c6d3e41b48de466d0cddef648.png
[20170325124707219]: /images/20220705/d3e37a1804b248f2b9f60c9c5ee5a199.png
[20170325152927657]: /images/20220705/5c10f6df6c9e4c8598a13797d7040612.png