Map简介

本文详细介绍了Java中的Map数据结构,包括其键唯一性、无序性和动态特性。讲解了Map的快速查找、添加、删除、判断键存在、获取大小、遍历及修改值等操作,并阐述了其在数据关联和键值查询中的应用。

概念

数据结构映射(Map)是Java中的一种键值对存储结构,用于存储具有唯一键和对应值的元素集合。每个键都是唯一的,可以通过键来访问、修改或删除对应的值。

特点

  • 键唯一性:每个键在映射中是唯一的,不允许重复。
  • 无序性:在不进行排序操作时,映射中的元素没有固定顺序。
  • 动态大小:映射可以动态增长或缩小,并且支持添加、删除和修改操作。

优点

  1. 快速查找:使用哈希表实现(如HashMap),在平均情况下具有较快的查找速度。
  2. 方便根据键获取对应值:通过指定一个键即可获取其对应的值。

缺点

  1. 不保证顺序稳定性:如果需要按照特定顺序遍历或获取最大/最小值等需求,则需要转换为其他数据结构再进行排序处理

适用场景

  • 数据关联性强:需要将某些数据与相应标识符关联起来并进行高效地检索和更新时使用。
  • 键值查询:需要根据键快速查找对应值的情况。

常用操作示例代码

以HashMap为例:

1、创建map对象:

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

2、添加元素:

map.put("Apple", 10);
map.put("Banana", 20);
map.put("Orange", 15);
System.out.println(map);  // 输出: {Apple=10, Banana=20, Orange=15}

3、删除指定键及其对应的值

map.remove("Banana");
System.out.println(map);  // 输出: {Apple=10, Orange=15}

4、判断是否包含某个特定键

if (map.containsKey("Orange")) {
    System.out.println("The Map contains Orange.");
} else {
    System.out.println("The Map does not contain Orange.");
}

5、获取映射大小

System.out.println("Size of the Map: " + map.size()); 

6、遍历所有键值对

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

7、获取指定键对应的值

int value = map.get("Apple"); 
System.out.println(value);  // 输出: 10

8、修改指定键对应的值

map.put("Orange", 20);
System.out.println(map);  // 输出: {Apple=10, Orange=20} 

### Guava库中Map简介和用法 Guava 是 Google 提供的一个开源 Java 库,其中包含了许多实用工具类和集合扩展。Guava 的 `Map` 相关功能提供了多种增强版的集合类型,以满足不同的编程需求。 #### 1. ImmutableMap `ImmutableMap` 是 Guava 提供的一种不可变(immutable)的 `Map` 实现。它通过提供线程安全性和不可修改性,适用于需要固定数据结构的场景。以下是一个简单的构造方式: ```java import com.google.common.collect.ImmutableMap; ImmutableMap<String, Integer> map = ImmutableMap.of("a", 1, "b", 2); ``` 上述代码展示了如何使用 `of` 方法快速创建一个不可变的 `Map`[^1]。需要注意的是,`ImmutableMap` 的内容一旦创建便无法更改,任何试图修改的操作都会抛出异常。 #### 2. HashBiMap `HashBiMap` 是 Guava 提供的一种双向映射(bidirectional map)。与普通的 `Map` 不同,`HashBiMap` 支持通过值反向查找键,从而实现双向关联。以下是一个示例: ```java import com.google.common.collect.HashBiMap; HashBiMap<String, String> biMap = HashBiMap.create(); biMap.put("key1", "value1"); String key = biMap.inverse().get("value1"); // 反向查找键 ``` 通过 `inverse()` 方法,可以轻松地将 `HashBiMap` 转换为反向映射,从而实现从值到键的查找[^2]。 #### 3. Table (双键 Map) Guava 还提供了一个名为 `Table` 的接口,用于表示具有两个键的多维映射。`Table` 的典型实现是 `HashBasedTable` 或 `TreeBasedTable`。以下是一个示例: ```java import com.google.common.collect.HashBasedTable; import com.google.common.collect.Table; Table<String, String, Integer> table = HashBasedTable.create(); table.put("row1", "column1", 1); table.put("row1", "column2", 2); Integer value = table.get("row1", "column1"); // 获取值 ``` `Table` 接口允许开发者根据行键和列键来存储和检索数据,非常适合处理二维数据结构[^3]。 #### 4. Cache 和 Expiring Map Guava 提供了缓存支持,包括基于时间过期的 `Cache` 功能。虽然严格意义上不属于 `Map` 的范畴,但其设计灵感来源于 `Map`。以下是一个简单示例: ```java import com.google.common.cache.CacheBuilder; import java.util.concurrent.TimeUnit; LoadingCache<String, String> cache = CacheBuilder.newBuilder() .expireAfterWrite(10, TimeUnit.MINUTES) .build(new CacheLoader<String, String>() { @Override public String load(String key) throws Exception { return fetchValue(key); // 自定义加载逻辑 } }); ``` 此示例展示了如何创建一个在写入后 10 分钟过期的缓存[^4]。 ### 总结 Guava 的 `Map` 扩展功能丰富多样,涵盖了不可变 `Map`、双向映射、双键 `Map` 以及缓存等功能。这些工具能够显著简化开发过程,并提升代码的可维护性和性能。
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