Java -数据结构，Map && Set

落日映苍穹つ 2024-03-26 20:20 82阅读 0赞

## 一、搜索 ##

### 1.1、概念及场景 ###

> Map和set是一种专门用来进行搜索的容器或者数据结构，其搜索的效率与其具体的实例化子类有关。以前常见的  
> 搜索方式有：
> 
> 1.  直接遍历，时间复杂度为O(N)，元素如果比较多效率会非常慢
> 2.  二分查找，时间复杂度为log 2为底的N ,但搜索前必须要求序列是有序的  
>     上述排序比较适合静态类型的查找，即一般不会对区间进行插入和删除操作了，而现实中的查找比如：
> 3.  根据姓名查询考试成绩
> 4.  通讯录，即根据姓名查询联系方式
> 5.  不重复集合，即需要先搜索关键字是否已经在集合中  
>     可能在查找时进行一些插入和删除的操作，即动态查找，那上述两种方式就不太适合了，本节介绍的Map和Set是 一种适合动态查找的集合容器

### 1.2、模型 ###

> 一般把搜索的数据称为关键字（Key），和关键字对应的称为值（Value），将其称之为Key-value的键值对，所以  
> 模型会有两种：
> 
> 1.  **纯 key 模型**，比如：  
>     有一个英文词典，快速查找一个单词是否在词典中  
>     快速查找某个名字在不在通讯录中
> 2.  **Key-Value 模型**，比如：  
>     统计文件中每个单词出现的次数，统计结果是每个单词都有与其对应的次数：<单词，单词出现的次数>  
>     梁山好汉的江湖绰号：每个好汉都有自己的江湖绰号  
>     而Map中存储的就是key-value的键值对，Set中只存储了Key。

## 二、Map 的使用 ##

[Map官方文档][Map]  
![在这里插入图片描述][b804a3497227481da3c260b0b2e4d93b.png]

### 2.1、关于Map的说明 ###

Map是一个接口类，该类没有继承自Collection，该类中存储的是<K,V>结构的键值对，并且K一定是唯一的，不能重复

### 2.2、关于Map.Entry<K, V>的说明 ###

Map.Entry<K, V> 是Map内部实现的用来存放<key, value>键值对映射关系的内部类，该内部类中主要提供了<key, value>的获取，value的设置以及Key的比较方式

![在这里插入图片描述][25c599c763914542a516d914c55b2f4e.png]

**注意：Map.Entry<K,V>并没有提供设置Key的方法**

### 2.3、Map 的常用方法说明 ###

![在这里插入图片描述][0ab69db560184732b5718c387d87d841.png]

#### 2.3.1、put(k key, v value) – 设置key 对应的value值 ####

public static void main(String[] args) {
        
            Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
            map.put("hello",2);
            map.put("bit",4);
            map.put("wwww",3);
            System.out.println(map);
        }

![在这里插入图片描述][d90fd5474d334c18b95df5278b20b062.png]

#### 2.3.2、get(Object key) – 返回 key 对应的 value ####

根据对应的key值返回对应的value值

public static void main(String[] args) {
        
            Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
            map.put("hello",2);
            map.put("bit",4);
            map.put("wwww",3);
            System.out.println(map.get("bit"));
        }

![在这里插入图片描述][bc54aeb5211140c087143c01a3a2c4af.png]

#### 2.3.3、 getOrDefault(Object key, V defaultValue) 返回 key 对应的 value，key 不存在，返回默认值 ####

![在这里插入图片描述][70fe983f7d2f46068f0735e120505c51.png]

#### 2.3.4、remove(Object key) 删除 key 对应的映射关系 ####

![在这里插入图片描述][ece80e49bf094e94b72d6cbc443782e3.png]

#### 2.3.5、Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() 返回所有的 key-value 映射关系 ####

![在这里插入图片描述][0f3a87c5092d430da87e2a15aaa64717.png]

#### 2.3.6、Set keySet() - 返回所有 key 的不重复集合 ####

![在这里插入图片描述][526504d24fe5494cab238865fb3eaeb3.png]

> 至于为什么说 keySet方法 是返回不重复的集合。  
> 是因为 Set 中 相同的数据只能存储一次。也就说Set里面存储的元素都是不同的。  
> 这个在讲到Set的时候，你们就明白了。  
> 而在 Map 中 存储 相同的元素，也有着自身的特点。  
> 其 value 会根据最后一次的put的value值，进行更新。  
> ![在这里插入图片描述][d48cca9a21c545d7931bdd774b70ae95.png]

#### 2.3.7、boolean containsKey(Object key) - 判断是否包含 key ####

![在这里插入图片描述][23640cd8ed8c418c867e333e024333cc.png]

#### 2.3.8、boolean containsValue(Object value) 判断是否包含 value ####

![在这里插入图片描述][b9d64e77afeb46c38eb5ffdcc6702f7a.png]

**注意：**  
1、Map 是一个接口，不能直接实例化对象，如果实例化对象只能实例化其实现类 TreeMap 和 HashMap。  
   
2、Map中存储“键值对” 的 Key 是唯一的，value 是可重复的。  
   
3、在 TreeMap 中插入“键值对”时，key不能为null，否则就会抛出【NullPointerException异常】，但是Value可以为null。【HashMap 就没有这个问题】  
   
4、Map 中的 Key 可以全部分离出来，存储到 Set中来进行访问（因为 Key 是不能重复）。  
   
5、Map 中的 Value 可以全部分离出来，存储在 Collection 的 任何一个子集合中（value可能有重复）。  
   
6、Map 中 “键值对” 的 Key 不能直接修改\*\*，value可以修改，如果要修改 Key，只能先将Key删除掉，然后再来进行重新插入。  
   
7、TreeMap 和 HashMap 的区别  
![在这里插入图片描述][5c9ed79ccede4a018287ebf9799ab778.png]

## 三、Set 的说明 ##

[Set官方文档][Set]

Set与Map主要的不同有两点：Set是继承自Collection的接口类，Set中只存储了Key。  
而 Map 是一个单独的接口，Map 中 存储 Key - Value  
另外，Set 又称集合【Set 的汉语意思就是 集合】，它具有去重的功能，相同的元素，它只存储一个。

### 3.1、常见方法说明 ###

![在这里插入图片描述][a5278d56cd0d470cbac2104f7833bc5e.png]

#### 3.1.1、boolean add(E e) 添加元素，但重复元素不会被添加成功 ####

![在这里插入图片描述][dbc096b01705461ca0c4b6cc8a2e1347.png]

#### 3.1.2、void clear() 清空集合 ####

![在这里插入图片描述][1910231f64664405a20ed32f92b3ed53.png]

#### 3.1.3、boolean contains(Object o) - 判断 o 是否在集合中 ####

![在这里插入图片描述][6913fad10dde42fdaf575500faa61004.png]

#### 3.1.4、Iterator iterator() 返回迭代器 ####

> 可参考 [java -数据结构，List相关基础知识][java -_List]  
> ![在这里插入图片描述][c9eb2933ada94e2ab3296164c3a7d5a0.png]

#### 3.1.5、boolean remove(Object o) 删除集合中的 o ####

![在这里插入图片描述][72a6369b2d8044d185841c31b67dacf4.png]

#### 3.1.6、int size() 返回set中元素的个数 ####

![在这里插入图片描述][0e86802b38c14677aba8fef8c99a63ac.png]

#### 3.1.7、boolean isEmpty() 检测set是否为空，空返回true，否则返回false ####

![在这里插入图片描述][701abb794d98429483b37da7a31ebbd0.png]

#### 3.1.8、Object\[\] toArray() 将set中的元素转换为数组返回 ####

![在这里插入图片描述][ea8d8175e9c443c5b17615d0bac0c2d7.png]

**注意：**

1.  Set是继承自Collection的一个接口类
2.  Set中只存储了key，并且要求key一定要唯一
3.  Set的底层是使用Map来实现的，其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的
4.  Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重
5.  实现Set接口的常用类有TreeSet和HashSet，还有一个LinkedHashSet，LinkedHashSet是在HashSet的基础上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序。
6.  Set中的Key不能修改，如果要修改，先将原来的删除掉，然后再重新插入
7.  Set中不能插入null的key
8.  TreeSet和HashSet的区别  
    ![在这里插入图片描述][c5e9c35cebec48eeb98b172ad71310f1.png]

[Map]: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Map.html
[b804a3497227481da3c260b0b2e4d93b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/a25281e05a52408f9de8bd5f76524984.png
[25c599c763914542a516d914c55b2f4e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/877aca7d256744efae258a7fcb907abd.png
[0ab69db560184732b5718c387d87d841.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/af027bd1b467472eadfdd1b4c2883e21.png
[d90fd5474d334c18b95df5278b20b062.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/9f9567e366834261a4f2694510d9b48c.png
[bc54aeb5211140c087143c01a3a2c4af.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/2430df2552f84273998f6b67308ac86c.png
[70fe983f7d2f46068f0735e120505c51.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/571a0d7695264667aeb576cad6a29311.png
[ece80e49bf094e94b72d6cbc443782e3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/dcaaf6c97e9f411ea4fead274ad1a288.png
[0f3a87c5092d430da87e2a15aaa64717.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/c32aede0a12c49d1bc34f85ce7d2dd48.png
[526504d24fe5494cab238865fb3eaeb3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/afed027db33e44c1bcb10b290976d657.png
[d48cca9a21c545d7931bdd774b70ae95.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/35935d58cc9f4613892df5ff0f2cd281.png
[23640cd8ed8c418c867e333e024333cc.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/82a0fb13ce5e4b1fbf3cd00df8e2f622.png
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[5c9ed79ccede4a018287ebf9799ab778.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/fff0e96a3ec64376b91e2df3a5c5dd95.png
[Set]: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Set.html
[a5278d56cd0d470cbac2104f7833bc5e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/6b01a5f6d1dc476b9aa744d1bae02604.png
[dbc096b01705461ca0c4b6cc8a2e1347.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/38f7f026b9d3494c89a41b5887848d7c.png
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[6913fad10dde42fdaf575500faa61004.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/76a1dd3a6b99402583ea5f3349a9b263.png
[java -_List]: https://blog.csdn.net/ryy1999/article/details/128397905
[c9eb2933ada94e2ab3296164c3a7d5a0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/72c0ac99c8a345629e27765a7a9ef694.png
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