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Map接口

news 2025/9/2 13:37:44

1 Map集合

1.1 Map集合概述和特点

  • Map集合概述

    interface Map<K,V>  K：键的类型；V：值的类型

  • Map集合的特点

    • 双列集合,一个键对应一个值
    • 键不可以重复,值可以重复

  • Map集合的基本使用

    public class MapDemo01 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();//V put(K key, V value) 将指定的值与该映射中的指定键相关联map.put("itheima001","林青霞");map.put("itheima002","张曼玉");map.put("itheima003","王祖贤");map.put("itheima003","柳岩");//输出集合对象System.out.println(map);}
}

1.2 Map集合的基本功能

  • 方法介绍

    方法名说明
    V put(K key,V value)添加元素
    V remove(Object key)根据键删除键值对元素
    void clear()移除所有的键值对元素
    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
    int size()集合的长度，也就是集合中键值对的个数

  • 示例代码

    public class MapDemo02 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();//V put(K key,V value)：添加元素map.put("张无忌","赵敏");map.put("郭靖","黄蓉");map.put("杨过","小龙女");//V remove(Object key)：根据键删除键值对元素
//        System.out.println(map.remove("郭靖"));
//        System.out.println(map.remove("郭襄"));//void clear()：移除所有的键值对元素
//        map.clear();//boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键
//        System.out.println(map.containsKey("郭靖"));
//        System.out.println(map.containsKey("郭襄"));//boolean isEmpty()：判断集合是否为空
//        System.out.println(map.isEmpty());//int size()：集合的长度，也就是集合中键值对的个数System.out.println(map.size());//输出集合对象System.out.println(map);}
}

1.3 Map集合的获取功能

  • 方法介绍

    方法名说明
    V get(Object key)根据键获取值
    Set<K> keySet()获取所有键的集合
    Collection<V> values()获取所有值的集合
    Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()获取所有键值对对象的集合

  • 示例代码

    public class MapDemo03 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();//添加元素map.put("张无忌", "赵敏");map.put("郭靖", "黄蓉");map.put("杨过", "小龙女");//V get(Object key):根据键获取值
//        System.out.println(map.get("张无忌"));
//        System.out.println(map.get("张三丰"));//Set<K> keySet():获取所有键的集合
//        Set<String> keySet = map.keySet();
//        for(String key : keySet) {
//            System.out.println(key);
//        }//Collection<V> values():获取所有值的集合Collection<String> values = map.values();for(String value : values) {System.out.println(value);}}
}

1.4 Map集合的遍历(方式1)

  • 遍历思路

    • 我们刚才存储的元素都是成对出现的，所以我们把Map看成是一个夫妻对的集合
      • 把所有的丈夫给集中起来
      • 遍历丈夫的集合，获取到每一个丈夫
      • 根据丈夫去找对应的妻子

  • 步骤分析

    • 获取所有键的集合。用keySet()方法实现
    • 遍历键的集合，获取到每一个键。用增强for实现
    • 根据键去找值。用get(Object key)方法实现

  • 代码实现

    public class MapDemo01 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();//添加元素map.put("张无忌", "赵敏");map.put("郭靖", "黄蓉");map.put("杨过", "小龙女");//获取所有键的集合。用keySet()方法实现Set<String> keySet = map.keySet();//遍历键的集合，获取到每一个键。用增强for实现for (String key : keySet) {//根据键去找值。用get(Object key)方法实现String value = map.get(key);System.out.println(key + "," + value);}}
}

1.5 Map集合的遍历(方式2)

  • 遍历思路

    • 我们刚才存储的元素都是成对出现的，所以我们把Map看成是一个夫妻对的集合
      • 获取所有结婚证的集合
      • 遍历结婚证的集合，得到每一个结婚证
      • 根据结婚证获取丈夫和妻子

  • 步骤分析

    • 获取所有键值对对象的集合
      • Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取所有键值对对象的集合
    • 遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象
      • 用增强for实现，得到每一个Map.Entry
    • 根据键值对对象获取键和值
      • 用getKey()得到键
      • 用getValue()得到值

  • 代码实现

    public class MapDemo02 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();//添加元素map.put("张无忌", "赵敏");map.put("郭靖", "黄蓉");map.put("杨过", "小龙女");//获取所有键值对对象的集合Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();//遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象for (Map.Entry<String, String> me : entrySet) {//根据键值对对象获取键和值String key = me.getKey();String value = me.getValue();System.out.println(key + "," + value);}}
}

2 HashMap集合

2.1 HashMap集合概述和特点

  • HashMap底层是哈希表结构的
  • 依赖hashCode方法和equals方法保证键的唯一
  • 如果键要存储的是自定义对象，需要重写hashCode和equals方法

2.2 HashMap集合应用案例

  • 案例需求

    • 创建一个HashMap集合，键是学生对象(Student)，值是居住地 (String)。存储多个元素，并遍历。
    • 要求保证键的唯一性：如果学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

  • 代码实现

    学生类

    public class Student {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Student student = (Student) o;if (age != student.age) return false;return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;}@Overridepublic int hashCode() {int result = name != null ? name.hashCode() : 0;result = 31 * result + age;return result;}
}

    测试类

    public class HashMapDemo {public static void main(String[] args) {//创建HashMap集合对象HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>();//创建学生对象Student s1 = new Student("林青霞", 30);Student s2 = new Student("张曼玉", 35);Student s3 = new Student("王祖贤", 33);Student s4 = new Student("王祖贤", 33);//把学生添加到集合hm.put(s1, "西安");hm.put(s2, "武汉");hm.put(s3, "郑州");hm.put(s4, "北京");//遍历集合Set<Student> keySet = hm.keySet();for (Student key : keySet) {String value = hm.get(key);System.out.println(key.getName() + "," + key.getAge() + "," + value);}}
}

2.3 HashMap源码分析

new HashMap() 的时候发生了什么？

值初始化了一个负载因子 this.loadFactor = DEFAULT_LOAD+FACTOR （0.75）

负载因子：数组大小不会改变，当到达某个阈值的时候，就需要进行扩容。（阈值 = 当前数组大小 * 负载因子）

HashMap采用的是一种”懒加载“模式，当向HashMap种put第一个元素的时候，HashMap的数组才会建立。

源码中put方法的过程：

  • 调用hash()函数（hash 函数-扰动函数，通常是通过对 key 的 hashCode() 进行处理来生成哈希值，具体的实现方式是： (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) ），将拿到key的hash值，table就是当前HashMap的结构，table是Node的数组对象。

  • 判断table是否为空（第一次put值肯定为空），如果为空则调用resize()新建一个table对象，默认的新建数组的长度是16。

    resize()方法十分复杂，但是做的事很简单（新建、扩容）

    • 新建：如果table为空，则新建一个数组长度为16的table
    • 扩容：如果是扩容操作，则新建一个数组长度为原数组长度两倍的新数组。把原数组的值放到新数组里，放的过程要对所有元素的Key的hash值与当前数组的长度-1取与（&）

  • 判断( n-1 ) & hash（数组索引计算，这种方式确保了索引在数组的有效范围内）这个位置上是否有值

  • 如果没有值：将 k , v 封装到Node对象当中（节点），赋值到 ( n-1 ) & hash 这个位置上

  • 如果有值：

    • 如果hash值相同 && （key是同一个对象 || key值相同）则取代当前节点的值

    • 节点p是不是红黑树的节点，如果是，调用红黑树的存储方式

    • 从链表头开始查找比较key的值，如果next为null则新建一个Node放在next上。如果找到”一样的“就覆盖，如果都不一样，则添加到最后。添加的时候比较目前的链表长度是否 ≥ 8，如果是，则（扩容数组或改用红黑树的存储方式）

      注意：如果某个位置的链表长度 >= 8，但是整个HashMap的长度小于64，是扩充数组，而不是转为红黑树。

源码中get方法的过程：

  • 调用hash()方法将拿到key的hash值
  • 拿到( n-1 ) & hash 这个位置的值
    • 如果如果hash值相同 && （key是同一个对象 || key值相同），直接返回
    • 否则，链表中有下一个值。如果下一个值是红黑树的值，则调用红黑树获取节点的方式。反之则从链表头开始查找比较key的值，如果找到“一样的”就返回，如果都不一样返回null。

3 TreeMap集合

3.1 TreeMap集合概述和特点

  • TreeMap底层是红黑树结构
  • 依赖自然排序或者比较器排序,对键进行排序
  • 如果键存储的是自定义对象,需要实现Comparable接口或者在创建TreeMap对象时候给出比较器排序规则

3.2 TreeMap集合应用案例

  • 案例需求

    • 创建一个TreeMap集合,键是学生对象(Student),值是籍贯(String),学生属性姓名和年龄,按照年龄进行排序并遍历
    • 要求按照学生的年龄进行排序,如果年龄相同则按照姓名进行排序

  • 代码实现

    学生类

    public class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic int compareTo(Student o) {//按照年龄进行排序int result = o.getAge() - this.getAge();//次要条件，按照姓名排序。result = result == 0 ? o.getName().compareTo(this.getName()) : result;return result;}
}

    测试类

    public class Test1 {public static void main(String[] args) {// 创建TreeMap集合对象TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>();// 创建学生对象Student s1 = new Student("xiaohei",23);Student s2 = new Student("dapang",22);Student s3 = new Student("xiaomei",22);// 将学生对象添加到TreeMap集合中tm.put(s1,"江苏");tm.put(s2,"北京");tm.put(s3,"天津");// 遍历TreeMap集合,打印每个学生的信息tm.forEach((Student key, String value)->{System.out.println(key + "---" + value);});}
}
http://www.dtcms.com/a/362209.html

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