全面了解Java中常用的集合类：LinkedHashMap的应用与实践

2024-01-20 13:01:02 浏览数 (1)

  咦咦咦，各位小可爱，我是你们的好伙伴——bug菌，今天又来给大家普及Java SE相关知识点了，别躲起来啊，听我讲干货还不快点赞，赞多了我就有动力讲得更嗨啦！所以呀，养成先点赞后阅读的好习惯，别被干货淹没了哦~

代码语言：js复制
环境说明：Windows 10   IntelliJ IDEA 2021.3.2   Jdk 1.8

前言

  Java是一种面向对象的编程语言，集合类是在Java编程中常用的一种数据结构，包括数组和集合。在Java中，集合类可以用来存储和操作一组对象数据，是Java编程中不可或缺的一部分。在本文中，我们将详细介绍Java中一个常用的集合类：LinkedHashMap。

摘要

  本文将重点介绍LinkedHashMap这一集合类的应用和实践。我们将从源代码解析开始，详细介绍LinkedHashMap的实现方式和内部结构。接着，我们将通过实际应用场景案例和优缺点分析，深入剖析LinkedHashMap的特点和适用范围。最后，我们将给出LinkedHashMap类的代码和方法介绍，并提供测试用例，让读者更好地掌握该类的使用方法。

LinkedHashMap

简介

  LinkedHashMap是Java中常用的一种Map集合类，它基于哈希表和链表实现，可以保证存储和取出元素的顺序是相同的。与HashMap不同的是，LinkedHashMap还维护了一个双向链表，用于记录元素插入的顺序。

源代码解析

  LinkedHashMap继承了HashMap类，因此它的底层结构也是基于哈希表实现的。不同的是，在LinkedHashMap中，每个元素还有两个指针：一个指向前驱元素，一个指向后继元素。这样就可以通过这些指针来维护元素的插入顺序。

  在LinkedHashMap中，元素插入时会先在哈希表中寻找元素所在的位置，然后再将该元素插入到双向链表的尾部。因此，在遍历LinkedHashMap时，元素的顺序就是插入的顺序。

  LinkedHashMap是一个基于HashMap实现的有序哈希表，它维护着一个双向链表来保证元素的顺序。在遍历时，LinkedHashMap可以按照插入顺序或者访问顺序进行遍历。

  LinkedHashMap的源代码解析：

  内部类Entry继承自HashMap中的静态内部类Node，用于表示链表节点

代码语言：java复制
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
    Entry<K,V> before, after;
    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        super(hash, key, value, next);
    }
}

代码解析：

这段代码定义了一个泛型静态类 Entry，它继承了 HashMap.Node 类。Entry 类有四个属性：

  1. int 类型的 hash，用于存储键的哈希值；
  2. K 类型的 key，用于存储键对象；
  3. V 类型的 value，用于存储值对象；
  4. Node<K,V> 类型的 next，用于存储下一个节点。

除此之外，Entry 类还有两个指向前后节点的引用 before 和 after。这些引用被用于实现链表结构，以便在发生冲突（即哈希冲突）的时候用于维护桶中的节点链表。

Entry 类的构造函数接受四个参数，分别是哈希值、键对象、值对象和下一个节点。当创建一个新节点时，这些参数会被传递给构造函数以初始化节点的属性。

  如下是部分源码截图：

应用场景案例

  LinkedHashMap适用于需要按照插入顺序或者访问顺序来遍历元素的场景。比如，一个缓存系统中，当缓存到达容量上限时，需要删除最近最少使用的元素，这就可以通过LinkedHashMap的访问顺序来实现。

  另一个应用场景是把元素插入到集合中后再执行删除操作，此时可以通过LinkedHashMap的插入顺序来精确控制删除的顺序。

优缺点分析

LinkedHashMap的优点在于它能保证元素的顺序，而且在访问元素时比HashMap效率更高。另外，LinkedHashMap还可以指定元素访问顺序（按照访问时间，从最近访问的元素开始遍历）。

  缺点在于，由于维护了双向链表，LinkedHashMap的空间占用比HashMap更大。此外，LinkedHashMap的插入和删除操作比HashMap慢一些。

类代码方法介绍

以下是LinkedHashMap类的主要方法：

  • put(Object key, Object value)：将键值对插入到LinkedHashMap中。
  • get(Object key)：根据键获取对应的值。
  • remove(Object key)：根据键删除元素。
  • clear()：清空所有元素。
  • size()：返回元素个数。
  • entrySet()：返回LinkedHashMap中所有元素的Set视图。

代码分析：

  该段代码并没有实现LinkedHashMap类的主要方法，只是列出了该类的主要方法的名称和作用。下面对每个方法的作用进行简单的解释：

  • put(Object key, Object value)：将给定的键值对插入到LinkedHashMap中。
  • get(Object key)：根据给定的键获取对应的值。
  • remove(Object key)：根据给定的键删除对应的元素。
  • clear()：清空LinkedHashMap中的所有元素。
  • size()：返回LinkedHashMap中元素的个数。
  • entrySet()：返回LinkedHashMap中所有元素的Set视图，即一个包含所有元素的Set对象。

测试用例

  以下是一个简单的LinkedHashMap测试用例，使用put方法将元素插入到集合中，然后使用entrySet方法遍历所有元素，并输出元素的键和值：

代码语言：java复制
package com.demo.javase.day68;

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @Author bug菌
 * @Date 2023-11-06 12:30
 */
public class LinkedHashMapTest {

    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap<Integer, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
        linkedHashMap.put(1, "apple");
        linkedHashMap.put(4, "banana");
        linkedHashMap.put(2, "orange");
        linkedHashMap.put(3, "pear");

        for (Map.Entry<Integer, String> entry : linkedHashMap.entrySet()) {
            System.out.println("key: "   entry.getKey()   ", value: "   entry.getValue());
        }
    }
}

测试结果

  根据如上测试用例，本地测试结果如下，仅供参考，你们也可以自行修改测试用例或者添加更多的测试数据或测试方法，进行熟练学习以此加深理解。

输出结果如下：

代码语言：java复制
key: 1, value: apple
key: 4, value: banana
key: 2, value: orange
key: 3, value: pear

测试代码分析

  根据如上测试用例，在此我给大家进行深入详细的解读一下测试代码，以便于更多的同学能够理解并加深印象。

  这段代码演示了如何使用Java中的LinkedHashMap类。LinkedHashMap是HashMap类的子类，它在HashMap的基础上维护了一个双向链表，因此可以按照插入顺序遍历元素。

  在main方法中，我们首先创建了一个LinkedHashMap对象linkedHashMap，并向其中插入了4个键值对。然后使用for循环遍历linkedHashMap中的每一个元素，并输出其键和值。由于LinkedHashMap会按照插入顺序维护链表，因此遍历的顺序与插入顺序相同。

  最终的输出结果为：

key: 1, value: apple key: 4, value: banana key: 2, value: orange key: 3, value: pear

小结

  本文介绍了Java中常用的一种Map集合类：LinkedHashMap。我们从源代码解析开始，详细介绍了它的实现方式和内部结构。接着，我们通过实际应用场景案例和优缺点分析，深入剖析了LinkedHashMap的特点和适用范围。最后，我们给出了LinkedHashMap类的方法介绍和测试用例，希望读者能够更好地掌握LinkedHashMap的使用方法。

总结

  LinkedHashMap是Java中常用的一种Map集合类，它能够按照插入顺序或者访问顺序来遍历元素，适用于需要精确控制元素顺序的场景。虽然LinkedHashMap的空间占用比HashMap更大，但它在访问元素时比HashMap效率更高，同时还可以指定元素访问顺序（按照访问时间）。

  总之，LinkedHashMap是Java编程中一个非常实用的集合类，可以帮助我们更好地管理和操作一组对象数据。在实际应用中，我们要根据具体需求选择不同的集合类，以达到最佳的性能和效率。

  ...

  好啦，这期的内容就基本接近尾声啦，若你想学习更多，可以参考这篇专栏总结《「滚雪球学Java」教程导航帖》，本专栏致力打造最硬核 Java 零基础系列学习内容，

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