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第25节课-HashMap-笔记

news 2025/11/14 10:44:25

文章摘要

本文介绍了Java中HashMap（哈希表）的基本概念和使用方法。HashMap是一种基于哈希算法的数据结构，以键值对形式存储数据，支持快速检索。主要内容包括：

  1. 哈希表的创建和基本操作：使用put方法添加/修改元素，remove方法删除元素，get方法查询元素
  2. 常用方法：size()获取元素数量，containsKey/containsValue检查存在性，keySet/values/entrySet获取数据集合
  3. 遍历方式：通过keySet()遍历键，values()遍历值，entrySet()遍历键值对
  4. 注意事项：键不能重复，哈希表无序存储，使用Map.Entry类型可以更方便操作键值对

哈希表适合处理需要快速查找的数据，但需要注意不保证元素顺序的特性。

00/ 前言

知识回顾

上节课学了动态数组，如何导入，如何创建。

接着，学了动态数组的常用方法。

然后，学习了for-i循环和for-each遍历动态数组。

先导课

数组可以通过索引来访问数组中的特定元素，那假设数据量变得非常庞大，再通过索引值来查看，就不切实际了。接下来我们通过学习哈希表解决这个问题。

01/ 创建HashMap

理解

定义：HashMap 是 java.util包中的一个类，是一个基于哈希算法实现的数据结构，因此又叫做哈希表。在HashMap中，数据以键值对的形式存储，每个键（key）映射到一个值（value），每个键值对称为映射项（Entry）。

无论HashMap中有多少数据，你都可以通过键来快速检索对应的值，这个过程非常快。

一家之言：

关键词： 键key 值 value

我的理解：给东西打标签，这里打标签就是键（key），通过键找到对应的东西，对应的东西就叫值（value），它们之间存在关系，在编程的角度理解就叫映射项。

哈希表的导入

import java.util.HashMap;

实例化一个哈希表

使用put方法添加元素，每个元素以字符串为键，整数为值。

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
System.out.println(map);

注意事项

定义方面：

哈希表是个泛型类，所以在定义的时候要声明类型参数，

参数1决定key的类型

参数2决定值value的类型

打印方面：

使用println方法可以直接打印，值得注意的是打印的值不一定是按照顺序打印出来，因为哈希表只记录键和值的对应关系。

修改某一键的值

一个HashMap中，任何两个键都不相同，这保证了每个键都能独立地映射到一个值。

如果你尝试为已经存在的键插入一个新的值，原有的值将被新值替换。

// 创建一个空的 HashMap
HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
// 添加元素
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
// 打印 HashMap
System.out.println("修改前：" + map);
// 修改"Cherry"对应的值
map.put("Cherry", 30);
System.out.println("修改后：" + map);
​
// 输出
修改前：{Apple=40, Cherry=20, Banana=10}
修改后：{Apple=40, Cherry=30, Banana=10}

例题

答案

// 导入HashMap
import java.util.HashMap;
​
public class StudentInfo {public static void main(String[] args) {// 创建一个HashMap来存储学生信息，键为学号（long类型），值为姓名（String类型）HashMap<Long, String> studentMap = new HashMap<>();
​// 添加三个学生的信息到HashMapstudentMap.put(123456L, "Alice");studentMap.put(789012L, "Bob");studentMap.put(345678L, "Charlie");
​// 输出HashMap中存储的学生信息System.out.println(studentMap);}
}

代码小结

02/ HashMap的常用方法

增 改 使用put方法

删 使用remove方法

查 使用get方法

补充：size方法 返回哈希表的元素数量

containsKey和containsValue 检查哈希表是否包含特定的键和值

keySet、values和entrySet 用于提取哈希表的所有键、值或映射项。

size方法

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
// 使用 put 方法添加元素
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
// 映射的大小
System.out.println("Size of map: " + map.size());
​
// 输出
Size of map: 3

get方法

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);// get 键"Apple"对应的值
int numOfApple = map.get("Apple");
System.out.println(numOfApple);// get 不存在的键"苹果"
System.out.println(map.get("苹果")); 
​
// 输出
40
null

注意点：若指定的键不存在，则返回null

remove方法

remove() 方法用于删除HashMap中指定键对应的元素，并在删除后返回该键的值。

在删除过程中，若指定的键不在HashMap中，则返回null。

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
System.out.println(map);// 使用 remove 方法删除“Banana”元素，
// 并将对应的值存储在delNum变量中：
int delNum = map.remove("Banana");
System.out.println("删除了"+delNum+"个Banana");
System.out.println(map);// 删除不存在的键
System.out.println(map.remove("香蕉")); 
​
// 输出
{Apple=40, Cherry=20, Banana=10}
删除了10个Banana
{Apple=40, Cherry=20}
null

使用containsKey和containsValue判断键、值是否存在

你可以使用下面的方法检查HashMap中的元素：

  1. containsKey()方法用于判断HashMap中，是否包含某一个指定的键

  2. containsValue()方法用于判断HashMap中，是否包含某一个指定的值

两种方法都返回一个布尔值：存在返回true，不存在则返回false

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
// 检查键是否存在
boolean isKey = map.containsKey("Cherry");
​
// 检查值是否存在
boolean isValue = map.containsValue(20);
System.out.println("map中包含了键'Cherry': " + isKey);
System.out.println("map中包含了值 20: " + isValue);
​
// 输出
map中包含了键'Cherry': true
map中包含了值 20: true

获取键、值与键值对集合

以下方法可以帮助我们提取HashMap中的数据集合：

  1. keySet()方法用于获取HashMap中所有的键；

  2. values()方法用于获取HashMap中所有的值；

  3. entrySet()方法用于获取HashMap中所有的键值对；

    HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);// 获取映射的键集
System.out.println(map.keySet());// 获取映射的值集
System.out.println(map.values());// 获取映射的键值对集
System.out.println(map.entrySet());// 输出
[Apple, Cherry, Banana]
[40, 20, 10]
[Apple=40, Cherry=20, Banana=10]

Object 类型

在不知道keySet、values等方法返回值的具体类型时，我们如何用变量存储它们呢？

在Java中，几乎所有的类都直接或间接地继承了一个名为 Object 的类，它是Java类层次结构的根类。

因此我们可以使用Object类型的变量存储未知类型的数据：

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);// 获取映射的键集、值集和键值对集
Object keys = map.keySet();
Object values = map.values();
Object entry = map.entrySet();
System.out.println("Keys: " + keys);
System.out.println("Values: " + values);
System.out.println("Key-Value: " + entry);// 输出
Keys: [Apple, Cherry, Banana]
Values: [40, 20, 10]
Key-Value: [Apple=40, Cherry=20, Banana=10]

例题

答案

import java.util.HashMap;public class MyTest {// 编写checkBackpack方法：public static void checkBackpack(HashMap<String, Integer> map, String target) {/*  判断map是否包含target:包含：输出 背包里有x瓶y不包含：输出两行，第一行"背包中没有xxx";第二行"当前背包物品：[xxx,xxx,xxx]"*/if (map.containsKey(target)) {System.out.println("背包里有" + map.get(target) + "瓶" + target);} else {System.out.println("背包中没有" + target);Object keys = map.keySet();System.out.println("当前背包物品：" + keys);}}public static void main(String[] args) {// 创建一个HashMap表示背包HashMap<String, Integer> backpack = new HashMap<>();backpack.put("恢复药水", 3);backpack.put("精力药水", 2);backpack.put("魔力药水", 1);// 调用方法检查背包中的商品checkBackpack(backpack, "精力药水");checkBackpack(backpack, "体力药水");}
}// 输出
背包里有2瓶精力药水
背包中没有体力药水
当前背包物品：[精力药水, 恢复药水, 魔力药水]

代码小结

03/ 遍历HashMap

遍历HashMap的键

keySet()方法返回了一个包含键的集合，你可以使用for-each循环遍历它。这样就可以获取HashMap的每一个键：

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
// 使用for-each循环遍历HashMap的键：
for (String key : map.keySet()) {// 输出键System.out.println("Key: " + key);
}// 输出
Key: Apple
Key: Cherry
Key: Banana

遍历HashMap的值

类似的结构，我们可以使用for-each循环遍历map.values()返回的每一个值：

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
// 使用for-each循环遍历HashMap的值：
for (Integer value : map.values()) {System.out.println("Value: " + value);
}// 输出
Value: 40
Value: 20
Value: 10

遍历HashMap的键值对

方法1

可以使用for-each循环遍历map.entrySet()方法返回的映射项（键=值）。

因为我们不知道映射项的具体类型，所以用来遍历的变量需要设置为Object类型。

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
// 使用for-each循环遍历映射项
for (Object entry : map.entrySet()) {System.out.println(entry);
}// 输出
Apple=40
Cherry=20
Banana=10

再谈Object类

因为Object是所有类型的父类，若用Object存储子类数据，无法使用该子类定义的方法。

这是因为子类可以继承父类的方法，但父类不能使用子类的方法。以String为例：

// 使用String存储的字符串，可以使用charAt方法
String test = "hello";
test.charAt(3) // 'l'// 使用Object存储的字符串，不可以使用charAt方法
Object test = "hello";
test.charAt(3) // 报错

方法2

在实际应用开发中，我们经常需要操作HashMap中的映射项以及它对应的方法。所以，我们不推荐直接使用Object类型遍历map.entrySet()。

那么存储映射项（键=值）的变量应该使用什么类型存储呢？

映射项（键=值）的对象名为Map.Entry。要想创建该类型的变量，我们需要导入java.util包中Map：

import java.util.HashMap;
// 从java.util中导入Map
import java.util.Map;
public class MyTest {public static void main(String[] args) {...}
}

Map.Entry是一个包含两个类型参数的泛型类，它代表一个由键、值组成的映射项，声明语法为Map.Entry<键类型, 值类型> 变量名;

在for-each循环中，我们可以创建一个Map.Entry对象遍历map.entrySet返回的每一个键值对：

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
// 使用for-each循环遍历映射项
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {System.out.println(entry);
}// 输出
Apple=40
Cherry=20
Banana=10

Map.Entry的其他方法

不仅如此，Map.Entry还提供了单独提取键、值的方法：

  1. getKey()方法用于返回映射项的键；

  2. getValue()方法用于返回映射项的值；

借助这两个方法，你可以同时遍历HashMap的键与值：

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 40);
map.put("Banana", 10);
map.put("Cherry", 20);
// 使用for-each循环遍历映射项
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {// 输出键System.out.println("Key: " + entry.getKey());// 输出值System.out.println("Value: " + entry.getValue());
}// 输出
Key: Apple
Value: 40
Key: Cherry
Value: 20
Key: Banana
Value: 10

例题

答案

import java.util.HashMap;
// 从java.util导入Map
import java.util.Map;public class MyTest {// 修改checkBackpack方法public static void checkBackpack(HashMap<String, Integer> map, String target) {if (map.containsKey(target)) {System.out.println("背包里有" + map.get(target) + "瓶" + target);} else {System.out.println("背包中没有" + target);System.out.println("当前背包中有：");// 在for-each中使用Map.Entry对象遍历map的映射项for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {// 使用getKey、getValue方法获取键值String key =  entry.getKey();int value = entry.getValue();// 按照"x瓶y"的格式输出，x是物品数量，y是物品名称System.out.println(value + "瓶" + key);}}}public static void main(String[] args) {// 创建一个HashMap表示背包HashMap<String, Integer> backpack = new HashMap<>();backpack.put("恢复药水", 3);backpack.put("精力药水", 2);backpack.put("魔力药水", 1);// 调用方法检查背包中的商品checkBackpack(backpack, "精力药水");checkBackpack(backpack, "体力药水");}
}// 输出
背包里有2瓶精力药水
背包中没有体力药水
当前背包中有：
2瓶精力药水
3瓶恢复药水
1瓶魔力药水

代码小结

04/ 易错点总结

05/ 总结

1）理解哈希表的概念，如何导入，如何实例化。

2）理解哈希表的常用方法

3）如何遍历哈希表

http://www.dtcms.com/a/606585.html

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