Java集合中的Map

(✪▽✪)曼波~~~~ 今天我们来详细聊聊Java集合中的Map吧！Map是Java集合框架中非常重要的一部分，它用于存储键值对（Key-Value Pair），并且键是唯一的哦！曼波觉得掌握Map的使用对编程非常有帮助呢！(๑✧◡✧๑)

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1. Map 的基本概念

1.1 什么是 Map？

Map是一种存储键值对的数据结构，其中键（Key）是唯一的，值（Value）可以重复。Map接口提供了通过键快速查找值的方法。

1.2 Map 的特点

• 键唯一：每个键只能映射到一个值。

• 值可重复：不同的键可以映射到相同的值。

• 无序性：Map中的键值对没有特定的顺序（除了LinkedHashMap和TreeMap）。

• 允许 null 键和 null 值：大多数Map实现允许键和值为null。

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2. 常见的 Map 实现类

2.1 HashMap

• 特点：

• 基于哈希表实现，键值对无序。

• 允许null键和null值。

• 插入、删除和查找操作的时间复杂度为O(1)。

• 不是线程安全的。

• 使用场景：需要快速查找键值对，且不关心顺序。

• 示例：

    import java.util.HashMap;
  
    import java.util.Map;
  
    public class HashMapExample {
  
        public static void main(String[] args) {
  
            Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
  
            map.put("Apple", 1);
  
            map.put("Banana", 2);
  
            map.put("Orange", 3);
  
            map.put("Apple", 4); // 重复键会覆盖旧值
  
            System.out.println(map); // 输出: {Apple=4, Banana=2, Orange=3}
  
            System.out.println(map.get("Banana")); // 输出: 2
  
        }
  
    }

2.2 LinkedHashMap

• 特点：

• 继承自HashMap，基于哈希表和链表实现。

• 键值对按照插入顺序排列。

• 允许null键和null值。

• 插入、删除和查找操作的时间复杂度为O(1)。

• 不是线程安全的。

• 使用场景：需要快速查找键值对，且需要保持插入顺序。

• 示例：

    import java.util.LinkedHashMap;
  
    import java.util.Map;
  
    public class LinkedHashMapExample {
  
        public static void main(String[] args) {
  
            Map<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
  
            map.put("Apple", 1);
  
            map.put("Banana", 2);
  
            map.put("Orange", 3);
  
            System.out.println(map); // 输出: {Apple=1, Banana=2, Orange=3}
  
        }
  
    }

2.3 TreeMap

• 特点：

• 基于红黑树实现，键值对按照键的自然顺序或自定义顺序排列。

• 不允许null键，但允许null值。

• 插入、删除和查找操作的时间复杂度为O(log n)。

• 不是线程安全的。

• 使用场景：需要键值对有序且快速查找。

• 示例：

    import java.util.Map;
  
    import java.util.TreeMap;
  
    public class TreeMapExample {
  
        public static void main(String[] args) {
  
            Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
  
            map.put("Banana", 2);
  
            map.put("Apple", 1);
  
            map.put("Orange", 3);
  
            System.out.println(map); // 输出: {Apple=1, Banana=2, Orange=3} (按字母顺序排序)
  
        }
  
    }

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3. Map 的常见操作

3.1 添加键值对

map.put("Apple", 1);

3.2 获取值

int value = map.get("Apple");

3.3 删除键值对

map.remove("Apple");

3.4 判断是否包含键

boolean containsKey = map.containsKey("Apple");

3.5 判断是否包含值

boolean containsValue = map.containsValue(1);

3.6 获取所有键

Set<String> keys = map.keySet();

3.7 获取所有值

Collection<Integer> values = map.values();

3.8 获取所有键值对

Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();

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4. 线程安全的 Map

在多线程环境下，使用普通的Map可能会导致线程安全问题。Java提供了以下几种线程安全的Map实现：

• Hashtable：线程安全的Map实现，但性能较差。

    Map<String, Integer> map = new Hashtable<>();

  - Collections.synchronizedMap：将普通Map转换为线程安全的Map。

    Map<String, Integer> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());

  - ConcurrentHashMap：高效的线程安全Map实现。

    Map<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();

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5. 选择 Map 的考虑因素

• 性能：根据操作（插入、删除、查找）的频率选择合适的Map。

• 线程安全：在多线程环境下，选择线程安全的Map实现。

• 元素顺序：是否需要键值对有序，选择LinkedHashMap或TreeMap。

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6. 进一步优化与迭代方向

• 使用泛型：在定义Map时使用泛型，避免类型转换错误。

• 使用Java 8的Stream API：对Map进行复杂的操作时，使用Stream API可以使代码更简洁和高效。

    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
  
    map.put("Apple", 1);
  
    map.put("Banana", 2);
  
    map.put("Orange", 3);
  
    map.entrySet().stream()
  
        .filter(entry -> entry.getValue() > 1)
  
        .forEach(entry -> System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue()));

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脑图

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曼波觉得Map是一个非常强大的工具，掌握它的使用可以让你在编程中事半功倍哦！(✪▽✪)曼波~~~~ 如果有任何问题，随时问我哦！(≧▽≦)