数据结构（Java）：Map集合&Set集合&哈希表

目录

1、介绍

1.1 Map和Set

1.2 模型

2、Map集合

2.1 Map集合说明

2.2 Map.Entry<K，V>

2.3 Map常用方法

2.4 Map注意事项及实现类

 3、Set集合

3.1 Set集合说明

 3.2 Set常用方法

 3.3 Set注意事项及其实现类

4、TreeMap&TreeSet

4.1 集合类TreeMap（Key-Value模型）

4.1.1 底层结构

4.2 集合类TreeSet（纯Key模型）

4.2.1 底层结构

4.3 TreeMap与TreeSet之间的关系

4.3.1 再谈TreeSet之构造方法

 4.3.2 再谈TreeSet之add方法

4.4 TreeMap&TreeSet总结

 5、哈希表

5.1 概念

5.2 冲突-概念

5.2 冲突-避免

5.2.1 设计合理的哈希函数

 5.2.2 调节负载因子

5.3 冲突-解决

5.3.1 闭散列

 5.3.2 🌟开散列/哈希桶/开链法

5.4 HashMap&HashSet

5.4.1 hashCode与equals方法

5.5 性能分析

5.6 总结

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1、介绍

1.1 Map和Set

Map和Set是一种专门用来进行搜索的容器或者数据结构，其搜索的效率与其具体的实例化子类有关。

Map和Set能够在查找时进行一些插入和删除的操作，即动态查找。

1.2 模型

一般把搜索的数据称为关键字（Key），和关键字对应的称为值（Value），将其称之为Key-value的键值对，所以模型会有两种：

1. 纯Key模型：数据仅包含关键字。
2. Key-Value模型：数据除关键字外，还有关键字所对应的值。例如：统计文件中每个单词出现的次数，统计结果是每个单词都有与其对应的次数：<单词，单词出现的次数>。

 Map集合是Key-Value模型；而Set集合是纯Key模型。

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2、Map集合

2.1 Map集合说明

Map是一个接口类，该接口没有继承自Collection，是一个单独的接口，为Key-Value模型，存储的是<K，V>结构的键值对，并且K一定是唯一的，不能重复。  （K不可重复，V可重复）

2.2 Map.Entry<K，V>

Entry是Map接口的一个内部接口，是用来存放<Key，Value>键值对映射关系的内部接口。

内部接口Map.Entry<K，V>主要提供了<Key，Value>的获取，Value的设置以及Key的比较方式。

注意：Map.Entry<K，V>并没有提供设置Key的方法 ！！！Key无法修改！！！

同样，实现Map接口的类也需要实现Entry接口：

这里以TreeMap的内部类Entry为例，Entry实现了的Map.Entry接口，而Entry就相当于我们之前所学二叉树的一个节点TreeNode。

TreeMap的底层是一个红黑树（下文详解），TreeMap的内部类Entry就相当于红黑树的一个节点，有key、value等属性。

2.3 Map常用方法

 演示如下：

若我们使用get方法来获取一个不存在的key的value值时，返回的value为null，

所以当value为Integer类型时，最好使用包装类Integer接收，若使用int基本类型接收会自动拆箱，可能抛出空指针异常：

需要注意的是keySet、values、entrySet方法：

• keySet，可以将key值放在Set集合中，返回Set集合；
• values，可以将value值放在Collection集合中，返回Collection集合；
• entrySet，可以将key-value映射关系放在Set集合中，返回Set集合。

注意：Map系列集合是不能用迭代器实现遍历的，若想使用迭代器遍历，需要使用keySet、values、entrySet方法转换为Set集合，再使用迭代器遍历！！！

2.4 Map注意事项及实现类

1. Map是一个接口，不能直接实例化对象，如果要实例化对象只能实例化其实现类TreeMap或者HashMap
2.  Map中存放键值对的Key不能重复，value是可以重复的
3. 在TreeMap中插入键值对时，key不能为空，否则就会抛NullPointerException异常，value可以为空。（TreeMap底层是一颗红黑树，涉及key之间的比较）
4. HashMap的key和value都可以为空。
5. Map中的Key可以全部分离出来，存储到Set中来进行访问(Key不能重复)。
6. Map中的value可以全部分离出来，存储在Collection的集合中，若要存储在Collection的子集合中则需强转(value可以有重复)。
7. Map中键值对的Key不能直接修改，value可以修改，如果要修改key，只能先将该key删除掉，然后再来进行重新插入。 
8. TreeMap和HashMap是实现Map的集合类

 TreeMap与HashMap：

下文细讲TreeMap与HashMap。 

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 3、Set集合

3.1 Set集合说明

Set集合是纯Key模型，也就是说，Set只存储了Key。

Set集合中的Key值也不能重复存在，能够达到天然去重的效果。