Java集合之Map接口的实现类精解

更新时间：2021年09月29日 09:57:06 作者：叶绿体不忘呼吸

Map提供了一种映射关系，其中的元素是以键值对（key-value）的形式存储的，能够实现根据key快速查找value；Map中的键值对以Entry类型的对象实例形式存在；键（key值）不可重复，value值可以重复，一个value值可以和很多key值形成对应关系，每个建最多只能映射到一个值

HashMap类

1、HashMap类概述

HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类，允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序。

所有的key构成的集合是Set：无序的、不可重复的。所以，key所在的类要重写
equals()和hashCode()。
所有的value构成的集合是Collection：无序的、可重复的。所以，value所在的类
要重写equals()。

一个key-value构成一个entry，所有的entry构成的集合是Set：无序的、不可重复的。

HashMap判断两个 key 相等的标准：两个 key 通过 equals() 方法返回 true，
hashCode() 值也相等。
HashMap判断两个 value 相等的标准：两个 value 通过 equals() 方法返回 true。

2、HashMap的存储结构（底层实现原理）

HashMap map = new HashMap()

（以JDK1.7说明）
在实例化以后，底层就创建了长度为16的一维数组Entry[] table。

map.put(key1,value1)

首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry[]数组中的存放位置。

如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。----情况1
如果此位置上的数据不为空(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在))，则继续比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：

如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据key2-value2的哈希值相同，继续比较：

调用key1所在类的equals(key2)
如果equals()返回false：此时key1-value1添加成功。----情况3
如果equals()返回true：使用value1替换value2。

补充：关于情况2和情况3，此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。
在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。

JDK1.8相较于JDK1.7在底层实现方面的不同：
①new HashMap()，底层还没有创建一个长度为16的数组
②JDK1.8底层的数组是: Node[]，而非Entry[]
③首次调用put()方法时，底层才创建长度为16的数组Node[]
④形成链表结构时，新添加的key-value对在链表的尾部（七上八下）
⑤JDK1.7底层结构只有“数组+链表”，JDK1.8中底层结构为“数组+链表+红黑树”。
当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数>8且当前数组的长度>64时，此时此索引位置上的所有数据改为使用红黑树存储。

在这里插入图片描述

3、HashMap源码中的重要常量

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY: HashMap的默认容量，16
MAXIMUM_CAPACITY： HashMap的最大支持容量，2^30
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子，0.75
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值8，转化为红黑树
UNTREEIFY_THRESHOLD：Bucket中红黑树存储的Node小于该默认值6，转化为链表
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量。（当桶中Node的数量大到需要变红黑树时，若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY时，此时应执行resize扩容操作这个MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4倍为64。）
table：存储元素的数组，总是2的n次幂
entrySet：存储具体元素的集
size：HashMap中存储的键值对的数量
modCount：HashMap扩容和结构改变的次数。
threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子
loadFactor：填充因子

LinkedHashMap类

LinkedHashMap 是 HashMap 的子类

在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加元素的顺序

与LinkedHashSet类似，LinkedHashMap 可以维护 Map 的迭代顺序：迭代顺序与 Key-Value 对的插入顺序一致

在这里插入图片描述

TreeMap类

1、TreeMap类概述

TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 key 进行排序。TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 处于有序状态。

TreeSet底层使用红黑树结构存储数据。

TreeMap 的 Key 的排序：
①自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有
的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException。
②定制排序：创建 TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对
TreeMap 中的所有 key 进行排序，此时不需要 Map的Key实现Comparable接口。

TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。

2、自然排序

import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-09-22-22:59
 * @Description:
 */

class user implements Comparable{
    String name;
    int age;

    public user(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "user{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof user){
            user other = (user) o;
            Integer nameResult = this.name.compareTo(other.name);
            if (nameResult == 0){
                return Integer.compare(this.age,other.age);
            }else return nameResult;
        }else throw new RuntimeException("类型不匹配");
    }
}


public class TreeMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new TreeMap();
        map.put(new user("Tom",22),1);
        map.put(new user("Jim",18),2);
        map.put(new user("Marry",20),3);
        map.put(new user("Lily",16),4);
        map.put(new user("Tom",18),5);

        Set set = map.entrySet();
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

在这里插入图片描述

3、定制排序

import java.util.*;

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-09-22-22:59
 * @Description:
 */

class user {
    String name;
    int age;

    public user(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "user{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

public class TreeMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Comparator comparator = new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if (o1 instanceof user && o2 instanceof user) {
                    user user1 = (user) o1;
                    user user2 = (user) o2;
                    Integer nameResult = user1.name.compareTo(user2.name);
                    if (nameResult == 0) return Integer.compare(user1.age, user2.age);
                    else return nameResult;
                } else throw new RuntimeException("类型不匹配");
            }
        };

        Map map = new TreeMap(comparator);
        map.put(new user("Tom",22),1);
        map.put(new user("Jim",18),2);
        map.put(new user("Marry",20),3);
        map.put(new user("Lily",16),4);
        map.put(new user("Tom",18),5);

        Set set = map.entrySet();
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

在这里插入图片描述

Hashtable类

Hashtable是个古老的 Map 实现类，JDK1.0就提供了。不同于HashMap，
Hashtable是线程安全的。

Hashtable实现原理和HashMap相同，功能相同。底层都使用哈希表结构，查询
速度快，很多情况下可以互用。

与HashMap不同，Hashtable 不允许使用 null 作为 key 和 value。
与HashMap一样，Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序。

Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致。

Properties类

Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件，由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型，所以 Properties 里的 key 和 value 都是字符串类型

存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

Properties pros = new Properties();
pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));
String user = pros.getProperty("user");
System.out.println(user);

到此这篇关于Java集合之Map接口的实现类精解的文章就介绍到这了,更多相关Java Map内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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