Map集合知识点整理

目录

一、Map集合概述

1、特点：

 2、Map集合的基本功能

二、实现类HashMap集合

1、概述

2、常用方法总结

 3、HashMap的底层实现

4、linkedHashMap

5、TreeMap

三、Map集合的遍历方式

四、案例演示

 五、拓展知识

1、HashMap 和 Hashtable 的区别

 2、集合框架底层数据结构总结

一、Map集合概述

Map用于保存具有映射关系的数据，Map集合里保存着两组值（键和值），一组用于保存Map的key，另一组保存着Map的value。

图示：

 格式：interface Map  K：键的类型；V：值的类型；

1、特点：

键值对映射关系

一个键对应一个值 

键不能重复，值可以重复

元素存取无序

 2、Map集合的基本功能

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

二、实现类HashMap集合

1、概述

HashMap 实现了 Map 接口，根据键的 HashCode 值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为 null，不支持线程同步。

2、常用方法总结

方法	描述
clear（）	删除 hashMap 中的所有键/值对
clone（）	复制一份 hashMap
isEmpty（）	判断 hashMap 是否为空
size ()	计算 hashMap 中键/值对的数量
put ()	将键/值对添加到 hashMap 中
putAll ()	将所有键/值对添加到 hashMap 中
putlfAbsent	如果 hashMap 中不存在指定的键，则将指定的键/值对插入到 hashMap 中。
remove ()	删除 hashMap 中指定键 key 的映射关系
contain	检查 hashMap 中是否存在指定的 key 对应的映射关系。
containsValue	检查 hashMap 中是否存在指定的 value 对应的映射关系。
replace ()	替换 hashMap 中是指定的 key 对应的 value。
replaceAll ()	将 hashMap 中的所有映射关系替换成给定的函数所执行的结果。
get()	获取指定 key 对应对 value
getOrDefault()	获取指定 key 对应对 value，如果找不到 key ，则返回设置的默认值
forEach ()	对 hashMap 中的每个映射执行指定的操作。
entrySet ()	返回 hashMap 中所有映射项的集合集合视图。
keySet()	返回 hashMap 中所有 key 组成的集合视图。
values()	返回 hashMap 中存在的所有 value 值。
merge()	添加键值对到 hashMap 中
compute()	对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算
compytelfAbsent()	对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算，如果不存在这个 key，则添加到 hasMap 中
compytelfPrsent()	对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算，前提是该 key 存在于 hashMap 中。

 3、HashMap的底层实现

HashMap： JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的（“拉链法”解决冲突）.JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间

4、linkedHashMap

linkedHashMap 继承自 HashMap，所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外，linkedHashMap 在上面结构的基础上，增加了一条双向链表，使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作，实现了访问顺序相关逻辑。

5、TreeMap

Treemap基于红黑树实现的。TreeMap根据key的Comparable或者构造TreeMap时提供的Comparator进行排序。TreeMap的key对象必须实现Comparable接口或者构造TreeMap时提供一个Comparator。

三、Map集合的遍历方式

 //第一种：普遍使用，二次取值
      System.out.println("通过Map.keySet遍历key和value：");
      for (String key : map.keySet()) {
       System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
      }
      
      //第二种
      System.out.println("通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：");
      Iterator> it = map.entrySet().iterator();
      while (it.hasNext()) {
       Map.Entry entry = it.next();
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }
      
      //第三种：推荐，尤其是容量大时
      System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value");
      for (Map.Entry entry : map.entrySet()) {
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }
    
      //第四种
      System.out.println("通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key");
      for (String v : map.values()) {
       System.out.println("value= " + v);
      }

四、案例演示

• 案例需求

  • 键盘录入一个字符串，要求统计字符串中每个字符串出现的次数。

  • 举例：键盘录入“aababcabcdabcde” 在控制台输出：“a(5)b(4)c(3)d(2)e(1)”

public class HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //键盘录入一个字符串
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个字符串：");
        String line = sc.nextLine();

        //创建HashMap集合，键是Character，值是Integer
//        HashMap hm = new HashMap();
        TreeMap hm = new TreeMap();

        //遍历字符串，得到每一个字符
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
            char key = line.charAt(i);

            //拿得到的每一个字符作为键到HashMap集合中去找对应的值，看其返回值
            Integer value = hm.get(key);

            if (value == null) {
                //如果返回值是null：说明该字符在HashMap集合中不存在，就把该字符作为键，1作为值存储
                hm.put(key,1);
            } else {
                //如果返回值不是null：说明该字符在HashMap集合中存在，把该值加1，然后重新存储该字符和对应的值
                value++;
                hm.put(key,value);
            }
        }

        //遍历HashMap集合，得到键和值，按照要求进行拼接
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        Set keySet = hm.keySet();
        for(Character key : keySet) {
            Integer value = hm.get(key);
            sb.append(key).append("(").append(value).append(")");
        }

        String result = sb.toString();

        //输出结果
        System.out.println(result);
    }
}

 五、拓展知识

1、HashMap 和 Hashtable 的区别

1. 线程是否安全： HashMap 是非线程安全的，HashTable 是线程安全的；HashTable 内部的方法基本都经过 synchronized 修饰。（如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧！）；
2. 效率： 因为线程安全的问题，HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外，HashTable 基本被淘汰，不要在代码中使用它；
3. 对Null key 和Null value的支持： HashMap 中，null 可以作为键，这样的键只有一个，可以有一个或多个键所对应的值为 null。。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null，直接抛出 NullPointerException。
4. 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 ： ①创建时如果不指定容量初始值，Hashtable 默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1。HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍。②创建时如果给定了容量初始值，那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小，而 HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小。也就是说 HashMap 总是使用2的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是2的幂次方。
5. 底层数据结构： JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。

 2、集合框架底层数据结构总结

Collection

1. List

• Arraylist： Object数组
• Vector： Object数组
• linkedList： 双向循环链表

2. Set

• HashSet（无序，唯一）: 基于 HashMap 实现的，底层采用 HashMap 来保存元素
• linkedHashSet： linkedHashSet 继承与 HashSet，并且其内部是通过 linkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的linkedHashMap 其内部是基于 Hashmap 实现一样，不过还是有一点点区别的。
• TreeSet（有序，唯一）： 红黑树(自平衡的排序二叉树。)

Map

• HashMap： JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的（“拉链法”解决冲突）.JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间
• linkedHashMap: linkedHashMap 继承自 HashMap，所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外，linkedHashMap 在上面结构的基础上，增加了一条双向链表，使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作，实现了访问顺序相关逻辑。
• HashTable: 数组+链表组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的
• TreeMap: 红黑树（自平衡的排序二叉树）