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[数据结构] Map的使用与注意事项

news 来源：原创 2025/6/8 5:40:00

概念及场景

模型

Map的使用

TreeMap的使用案例

注意事项

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 $O(log_{2}n)$ ,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:

根据姓名查询考试成绩
通讯录,即根据姓名查询联系方式
不重复集合, 即需要先搜索关键字是否已经在集合中

可能在查找是进行一些插入和删除操作, 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.

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

Map的使用

方法	解释
V get(Object key)	返回key对应的value
V getOrDefault(Object key,V defaultValue)	返回key对应的value, key不存在, 返回默认值
V put(K key,V value)	设置key对应的value
V remove(Object key)	删除key对应的映射关系
Set<K> keySet()	返回所有key的不重复集合
Colletion<V> values()	返回所有value的可能重复集合
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet	返回所有的key-value映射关系
boolean containsKey(Object Key)	判断是否包含key
boolean containsValue(Object value)	判断是否包含value

TreeMap的使用案例

public static void TestMap() {
        Map<String,String> map = new TreeMap<>();

        // put(key,value): 插入key-value键值对
        // 如果key不存在, 会将key-value的键值对插入到map中,返回null
        map.put("豹子头","林冲");
        map.put("行者","武松");
        String str = map.put("黑旋风","李逵");
        System.out.println(map.size());
        System.out.println(map);

        // put(key,value): 注意key不能为空,但是value可以为空
        // key如果为空,会抛出空指针异常
        //map.put(null,"花名");
        str = map.put("无名",null);
        System.out.println(map.size());

        // put(key,value):
        // 如果key存在, 会使用value替换原来key所对应的value, 返回旧value
        str = map.put("黑旋风","铁牛");

        // get(key): 返回key所对应的value
        // 如果key存在, 返回key所对应的value
        // 如果key不存在, 返回null
        System.out.println(map.get("豹子头"));

        // getOrDefault(): 如果key存在, 返回key所对应的value, 如果key不存在,返回一个默认值
        System.out.println(map.getOrDefault("黑旋风","李逵"));
        System.out.println(map.getOrDefault("九纹龙","史进"));
        System.out.println(map.size());

        // containsKey(key): 检查key是否包含在Map中, 时间复杂度: O(logN)
        // 按照红黑树的性质来进行查找
        // 找到返回true, 否则返回false
        System.out.println(map.containsKey("豹子头"));

        // containsValue(value): 检查value是否包含在Map中, 时间复杂度: O(N)
        // 找到返回true, 否则返回false
        System.out.println(map.containsValue("林冲"));

        // 打印所有key
        // keySet是将map中的key防止在set中返回
        for (String s:map.keySet()) {
            System.out.println(s + " ");
        }

        // 打印所有的value
        // values()是将map中的value放在collect的一个集合中返回的
        for (String s:map.values()) {
            System.out.println(s + " ");
        }

        // 打印所有的键值对
        // entrySet(): 将Map中的键值对放在Set中返回了
        for (Map.Entry<String,String> entry:map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + "--" + entry.getValue());
        }
    }

注意事项

Map是一个接口, 不能直接实例化对象, 如果要实例化对象只能实例化其实现类TreeMap或者HashMap
Map中存放键值对的Key是唯一的,value是可以重复的
在TreeMap中插入键值对时, key不能为空, 否则就会抛出NullPointerException异常,value可以为空.但时HashMap的key和value都可以为空.
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不能重复)
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)
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, 然后再进行重新插入
TreeMap和HashMap的区别