Java集合之Map

2022-02-21 14:49:16 浏览数 (1)

一、常用实现类结构

  • Map:双列数据:存储 key-value 键值对的数据
    • HashMap: 在作为 Map 的主要实现类:线程不安全,效率高;存储 null 的 key 和 value
      • LinkedMap:保证在遍历 map 元素时,可以照添加的顺序实现遍历。
        • 原因:在原来的 HashMap 底层结构基础上,添加了一对指针,指向前一个和后一个元素。对于频繁的遍历操作,此类执行的效率高于 HashMap。
      • TreeMap: 保证照添加的 key-value 对进行排序,实现排序遍历。此时考虑 key 的自然排序或定制排序,底层使用红黑树
      • Hashtable:作为古老实现类,线程是安全的,效率低;不能存储 null 的 key 和 value
        • properties:常用类处理配置文件。key 和 value 都是 String 类型
  • HashMap 的底层:
    • 数组 链表 (JDK 7.0 及之前)
    • 数组 链表 红黑树 (JDK 8.0)

二、存储结构的理解

  1. Map 中 key:无序的、不可重复的,使用 Set 存储的 key —》 key 所在的类要重写 equals() 和 hashCode() () (以 HashMap 为例)
  2. Map 中的 value:无序的、可重复的,使用 collection 存储所在的类要重写 equals()
  3. 一个键值对:key - value 构成一个 Entry 对象。
  4. Map 中的 entry:无序的、不可重复的,使用 Set 存储所在的 entry

图示:

三、常用方法

方法

描述

put(Object key, Object value)

添加

remove(Object key)

删除

put(Object key, Object value)

修改

get(Object key)

查询

size()

长度

keySet()/value()/entrySet()

遍历

keySet()

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public void test1(){
        /**
         *  Set keySet():返回所有key构成的Set集合
         */
        HashMap map = new HashMap();
        map.put("AA",123);
        map.put(45,1234);
        map.put("BB",56);

        // Set keySet():返回所有的key构成的Set集合
        Set set = map.keySet();
        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
}

② value()

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 @Test
    public void test2(){
        /**
         * Collection values():返回所有value构成的Collection集合
         */
        HashMap map = new HashMap();
        map.put("AA",123);
        map.put(45,1234);
        map.put("BB",56);

        Collection values = map.values();
        Iterator iterator = values.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
}

③ entrySet()

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@Test
    public void test3(){
        /**
         * Set entrySet():返回所有key-value对构成的Set集合
         */
        HashMap map = new HashMap();
        map.put("AA",123);
        map.put(45,1234);
        map.put("BB",56);

        Set set = map.entrySet();
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Object next = iterator.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) next;
            System.out.println(entry.getKey() "-->" entry.getValue());
        }
}

四、内存结构说明

1、HashMap 在 JDK 7.0 中实现的原理

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HashMap map = new HashMap();
	在实例化以后,底层创建了长度为16的一维数组Entry[] table.
	....可能已经执行多次put...
    map.put(key1, value1);
	首先,调用Key所在类的HashCode()计算Key1的哈希值,此哈希值经过某种算法计算以后,得到entry数组中的存放位置。
    如果此位置上的数据为空,此时Key1-value1添加成功。 -->   情况1
    如果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(以链表的形式存在)),比较Key1和已经存在的一个或多个的哈希值:
       ① 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值不相同,此时key1-value1添加成功。 --> 情况2
       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)方法比较:
        	①如果equlas()返回false:此时key1-value1添加成功。-->情况3
        	②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,会涉及的问题,当超出临界值(且要存放的位置非空)时,扩容。
  • 默认的扩容方式:扩容为原来的 2 倍,并将原来的数组复制过来。

2、HashMap 在 JDK 8.0 中的实现原理

HashMap 在 Jdk8 中相较于 jdk7 在底层实现方面不同:

​ ① new HashMap(); 底层没创建一个长度为 16 的数组

​ ② jdk 8 底层数组是:Node[ ], 而非 Entry[ ]

​ ③ 首次调用 put() 方法时,底层创建长度为 16 的数组

​ ④ jdk 7 底层结构是: 数组加链表。 jdk 8 中底层结构: 数组 链表 红黑树。

​ <1> 当形成链表时,七上八下(jdk7: 新的元素指向旧的元素。jdk8: 旧的元素指向新的元素)

​ <2> 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 且当前元素数组的长度 > 64 时,此时此索引位置上的所有数据改为使用红黑树存储。

3、HashMap 底层典型属性说明

方法

描述

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY

HashMap 的默认容量,16

DEFAULT_LOAD_FACTOR

HashMap 的默认加载因子:0.75

threshold

扩容的临界值,=容量*填充因子:16 * 0.75 => 12

TREEIFY_THRESHOLD

Bucket 中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8

MIN_TREEIFY_CAPACITY

桶中的 Node 被树化时最小的 hash 表容量:64

4、LinkedHashMap 的底层实现原理

​ LinkedMap 底层使用的结构是与 HashMap 相同,因为 LinkHashMap 继承 HashMap

​ 区别在于:LinkHashMap 内部提供了 Entry,替换 HashMap 中的 Node

五、TreeMap 的使用

​ 向 TreeMap 中添加 key-value,要求 key 必须是由一个类创建的对象,因为要照 key 进行排序:自然排序、定制排序。

① 自然排序

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public class User implements Comparable{
    private String name;
    private int age;

    public User() {
    }

    public User(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;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        User user = (User) o;
        return age == user.age &&
                name.equals(user.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

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

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof User){
            User user = (User) o;
            if(this.name.equals(user.name)){
                return this.age - user.age;
            }
            return this.name.compareTo(user.name);
        }
        throw new RuntimeException("输入的值无法判断");
    }
}
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@Test
   public void test(){
       TreeMap map = new TreeMap();
       User u1 = new User("Tom",23);
       User u2 = new User("Jerry",32);
       User u3 = new User("Jack",20);
       User u4 = new User("Rose",18);

       map.put(u1,98);
       map.put(u2,78);
       map.put(u3,90);
       map.put(u4,67);

       // 元示图遍历
       Set set = map.entrySet();
       Iterator iterator = set.iterator();
       while(iterator.hasNext()){
           Object next = iterator.next();
           Map.Entry e = (Map.Entry) next;
           System.out.println(e.getKey() "-----" e.getValue());
       }
   }

② 定制排序

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@Test
   public void test2(){
       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;
                   return user1.getAge() - user2.getAge();
               }
               throw new RuntimeException("输入的数值错误!!!!");
           }
       };

       TreeMap map = new TreeMap(comparator);
       User u1 = new User("Tom",23);
       User u2 = new User("Jerry",32);
       User u3 = new User("Jack",20);
       User u4 = new User("Rose",18);

       map.put(u1,98);
       map.put(u2,78);
       map.put(u3,90);
       map.put(u4,67);


       Set set = map.entrySet();
       Iterator iterator = set.iterator();
       while(iterator.hasNext()){
           Object next = iterator.next();
           Map.Entry e = (Map.Entry) next;
           System.out.println(e.getKey()  "--->"   e.getValue());
       }
   }

六、使用 Properties 读取配置文件

创建 jdbc.properties 文件

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name=OY
password=123456
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//Properties:常用里处理配置文件.key和value都是String类类型
public static void main(String[] args) {
    FileInputStream fis = null;
    try {
        Properties pro = new Properties();
        fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
        //加载流对应的文件
        pro.load(fis);
        String name = pro.getProperty("name");
        String password = pro.getProperty("password");
        System.out.println("name:" name "password" password);
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
    }
}

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