java集合类（五）About Map

2023-08-25 11:30:28

接上篇“java集合类（四）About Set”

这次学完Map之后，就剩队列的知识，之后有关java集合类的学习就将告一段落，之后可能会有java连接数据库，I/O，多线程，网络编程或Android方面的东西，不过现在还不能确定！

Talk About Map：

interface Map<key,value>:键值对对象，使用key查找value，就像映射表（关联数组/字典）一样，可以使用一个对象来查找另一个对象

key:应该是唯一的，不直接接受基本类型，但对应的包装类对象可以

value：不唯一，即相同的value可对应不同的key，也不直接接受基本类型，包装类则可以，map值也可以是其他容器，包括map本身

All Known Subinterfaces:: Bindings, ConcurrentMap<K,V>, ConcurrentNavigableMap<K,V>, LogicalMessageContext, MessageContext, NavigableMap<K,V>, SOAPMessageContext, SortedMap<K,V>

All Known Implementing Classes:: AbstractMap, Attributes, AuthProvider, ConcurrentHashMap, ConcurrentSkipListMap, EnumMap, HashMap, Hashtable, IdentityHashMap, LinkedHashMap, PrinterStateReasons, Properties, Provider, RenderingHints, SimpleBindings, TabularDataSupport, TreeMap, UIDefaults, WeakHashMap

Map接口本身拥有的方法也不是很多，也很容易掌握，常用到的Map子类主要有：HashMap，LinkedHashMap，TreeMap，WeakHashMap，ConcurrentHashMap，IdentityHashMap（这几种Map的可比较见下文），关于前三种Map，他们的特性跟之前在java集合类（四）About Set的那三种Set很类似，可以联想记忆，而后三种一般初学者（比如我）较少遇到，我只能尽可能找资料，但也不能面面俱到，毕竟只是涉及初级应用，读者若有什么建议，或资料也可告知我，才能丰富其中的内容。下面开始学习：

常见Map的比较：

1)HashMap：最常用的Map，基于hash(散列表)的实现，可放任意对象；修改equals()的同时也要修改hashCode()；插入和查询“键值对”的开销是固定的，可以通过构造器设置容量和负载因子，以调整容器的性能

2）LinkedHashMap：类似与HashMap，遍历它的顺序是其键值对插入的顺序，或是最近最少使用的次序，只比HashMap慢一点；而在迭代访问时反而更快，因为它使用链表维护内部次序

3）TreeMap：与TreeSet类似，底层基于红黑树。它是有序的（按键排序），放入其中键对象都要实现Comparable接口/Comparator;它是唯一有返回子树subMap()方法的Map

4）WeakHashMap：弱键映射，允许释放映射所指向的对象；若映射之外没有引用指向某个键，那么此键可能被垃圾回收器回收

5）ConcurrentHashMap：一种线程安全的Map，不涉及同步锁

6）IdentityHashMap：使用==代替equals（）对键进行比较的散列映射

说明：Map中的任何一个键都必须具有一个equals()方法，如若键被用于散列Map，如HashMap，LinkedHashMap，那它还必须具有恰当的hashCode()方法；而键被用于TreeMap，那它则必须实现Comparable

About HashMap：

All Implemented Interfaces:Serializable, Cloneable, Map<K,V>

Direct Known Subclasses:LinkedHashMap, PrinterStateReasons
基本方法实例：

import java.util.*;

public class Mapdemo{

  public static void main(String[] agrs){

      Random r = new Random(47);

       Map<Integer,Integer> m = new HashMap<Integer,Integer>();

       for(int i = 0; i<1000;i++){

    	   int n = r.nextInt(20);

    	   Integer g = m.get(n);

    	   m.put(n, g==null?1:g+1);

       }

       System.out.println(m);

       //constructors

       HashMap<String,String> hm = new HashMap<String,String>(6);

       HashMap<String,String> hm1 = new HashMap<String,String>(hm);

       //the second para is loadfactor

       HashMap<String,Integer> hm2 = new HashMap<String,Integer>(5,1f);

       HashMap<String,List<Integer>> hm3 = new

                                             HashMap<String,List<Integer>>();           

       hm.put("allen", "dog");

       hm.put("jason", "cat");

       hm.put("John", "snake");

       System.out.println(hm);

       System.out.println(hm.containsKey("ketty"));

       System.out.println(hm.containsValue("cat"));

       System.out.println(hm.get("allen"));

       hm3.put("integer", new ArrayList(Arrays.asList(1,2,3)));

       System.out.println(hm3);

  }

}

　输出：

{0=42, 1=44, 2=53, 3=43, 4=44, 5=53, 6=42, 7=53, 8=46, 9=56, 10=58, 11=55, 12=48, 13=55, 14=52, 15=50, 17=50, 16=53, 19=52, 18=51}
{jason=cat, allen=dog, John=snake}
false
true
dog
{integer=[1, 2, 3]}

# 为什么HashMap能够提高查找速度？

A：HashMap使用了特殊的值（散列码）来取代对键对象的缓慢搜索，散列码是相对唯一的，用以代表对象的int值，它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的；而hashCode（）是Object对象中的方法，所以所有的对象都能产生散列码

大家若对HashMap的实现原理感兴趣，我可以推荐一篇博文：HashMap的实现原理（转自csdn @AlphaWang)

About SortedMap：

All Superinterfaces:Map<K,V>

All Known Subinterfaces:ConcurrentNavigableMap<K,V>, NavigableMap<K,V>

All Known Implementing Classes:ConcurrentSkipListMap, TreeMap
最常用实现类的为TreeMap，实例如下：

public void sortedmapdemo(){

	TreeMap<Integer,String> t = new TreeMap<Integer,String>();

	t.put(1,"apple");

	t.put(2, "peal");

	t.put(3, "banana");

	t.put(4, "orange");

	System.out.println(t);

	System.out.println(t.firstKey());

	System.out.println(t.lastKey());

	System.out.println(t.subMap(2, 4));

	System.out.println(t.headMap(3));

	System.out.println(t.tailMap(2));

	Iterator<Integer> it = t.keySet().iterator();

	for(int i = 0; i<4;i++){

	   System.out.println(it.next());

        }

}

　　输出：

{1=apple, 2=peal, 3=banana, 4=orange}
1
4
{2=peal, 3=banana}
{1=apple, 2=peal}
{2=peal, 3=banana, 4=orange}
1
2
3
4

说明：TreeMap的其他方法，如构造方法，comparator()等，可参考JDK文档说明使用！

About LinkedHashMap：

public void linkedhashmapdemo(){

	LinkedHashMap<Integer,String> lm =

                       new LinkedHashMap<Integer,String>();

	lm.put(1, "bed");

	lm.put(2, "light");

	lm.put(3, "desk");

	lm.put(4, "book");

	System.out.println(lm);

	//LRU(least-recently-used) order:按使用频率排序

	lm = new LinkedHashMap<Integer,String>(10,0.75f,true);

	lm.put(1, "bed");

	lm.put(2, "light");

	lm.put(3, "desk");

	lm.put(4, "book");

	System.out.println(lm);

	for(int i = 1;i<3;i++)

		lm.get(i);   //使用频率高的会放在队列后

	System.out.println(lm);

	lm.get(1);  //频率最高排最后

	System.out.println(lm);

}

输出：

{1=bed, 2=light, 3=desk, 4=book}
{1=bed, 2=light, 3=desk, 4=book}
{3=desk, 4=book, 1=bed, 2=light}
{3=desk, 4=book, 2=light, 1=bed}

说明：上面HashMap和LinkedHashMap代码中的构造方法中涉及到loadfactor（装填因子）(构造方法中为float型)，在数据结构中，hash表的装填因子定义为：

α = 表中记录数/hash表长即α表示hash表的装满程度，α值越小，发生冲突的可能性就越小，即rehash的几率就越低，反之,...

下一节是关于“java集合类（六）About Queue”，敬请期待！

### 学习从来都是一个过程，对对错错对对...若文中有错误，还望读者批评指出 ###

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