HashTable,HashMap和TreeMap

本文深入探讨了Java中Map接口的三种实现类:HashMap, Hashtable, 和 TreeMap的功能特性及应用区别,通过代码示例直观展示了它们在键值对存储与操作上的特点。

[转载自http://qa.taobao.com/?p=7337]

java为数据结构中的映射定义了一个接口java.util.Map,而HashMap Hashtable和TreeMap就是它的实现类。Map是将键映射到值的对象,一个映射不能包含重复的键;每个键最多只能映射一个一个值。

          Hashmap 是一个最常用的Map,它根据键的HashCode 值存储数据,根据键可以直接获取它的值,具有很快的访问速度。HashMap最多只允许一条记录的键为Null;允许多条记录的值为Null;HashMap不支持线程的同步,即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap;可能会导致数据的不一致。如果需要同步,可以用Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力.

          Hashtable 与 HashMap类似,但是主要有6点不同。

         1.HashTable的方法是同步的,HashMap未经同步,所以在多线程场合要手动同步HashMap这个区别就像Vector和ArrayList一样。   

        2.HashTable不允许null值,key和value都不可以,HashMap允许null值,key和value都可以。HashMap允许key值只能由一个null值,因为hashmap如果key值相同,新的key, value将替代旧的。   

        3.HashTable有一个contains(Object value)功能和containsValue(Object value)功能一样。   

        4.HashTable使用Enumeration,HashMap使用Iterator。   

        5.HashTable中hash数组默认大小是11,增加的方式是 old*2+1。HashMap中hash数组的默认大小是16,而且一定是2的指数。   

        6.哈希值的使用不同,HashTable直接使用对象的hashCode。

        TreeMap能够把它保存的记录根据键排序,默认是按升序排序,也可以指定排序的比较器,当用Iterator 遍历TreeMap时,得到的记录是排过序的。

        下面是HashTable,HashMap和TreeMap总结的一个经典例子。

package com.taobao.luxiaoting;

import java.util.Map;   

import java.util.HashMap;   

import java.util.Set;   

import java.util.HashSet;   

import java.util.Iterator;   

import java.util.Hashtable;   

import java.util.TreeMap;   

class  HashMaps   

{   

       public static void main(String[] args)    

      {   

            Map map=new HashMap();               

            map.put(“a”, “aaa”);   

            map.put(“b”, “bbb”);   

            map.put(“c”, “ccc”);   

            map.put(“d”, “ddd”);   

              

            Iterator iterator = map.keySet().iterator();               

            while (iterator.hasNext()) {   

             Object key = iterator.next();   

             System.out.println(“map.get(key) is :”+map.get(key));   

            }         

                               

            Hashtable tab=new Hashtable();               

            tab.put(“a”, “aaa”);   

            tab.put(“b”, “bbb”);   

            tab.put(“c”, “ccc”);   

            tab.put(“d”, “ddd”);   

            Iterator iterator_1 = tab.keySet().iterator();   

            while (iterator_1.hasNext()) {   

             Object key = iterator_1.next();   

             System.out.println(“tab.get(key) is :”+tab.get(key));   

            }            

               

            TreeMap tmp=new TreeMap();               

            tmp.put(“a”, “aaa”);   

            tmp.put(“b”, “bbb”);   

            tmp.put(“c”, “ccc”);   

            tmp.put(“d”, “ddd”);   

            Iterator iterator_2 = tmp.keySet().iterator();   

            while (iterator_2.hasNext()) {   

             Object key = iterator_2.next();   

             System.out.println(“tmp.get(key) is :”+tmp.get(key));   

            }            

        }   

    }   

输出结果如下图所示

 

  这样就可以明显看出只有TreeMap得到的记录是排过序的。

HashMapHashtableTreeMap都是Java中用于存储键值对的集合类,但它们在多个方面存在区别: 1. **同步性**:HashMap不是同步的,任一时刻可以有多个线程同时写HashMap,可能会导致数据的不一致;而Hashtable是同步的,同一时刻只能有一个线程对其进行写操作,能保证线程安全。如果需要对HashMap进行同步,可以使用Collections的synchronizedMap方法或使用ConcurrentHashMap类[^1][^2]。 2. **键值的支持**:HashMap支持nullnull值;Hashtable不允许nullnull值,否则会抛出NullPointerException;TreeMap不允许键为null,但值可以为null,如果插入null键会抛出NullPointerException [^1][^5]。 3. **性能**:通常情况下,HashMap进行putget方法操作时可以达到常数时间的性能,是大部分利用键值对存取场景的首选;Hashtable由于是同步的,性能相对较低;TreeMap基于红黑树实现,putget操作的时间复杂度是O(log n),适用于需要对键进行排序的场景 [^1]。 4. **迭代器**:HashMap使用Iterator进行迭代,并且其迭代器是fail-fast的,当有其它线程改变了HashMap的结构(增加或者移除元素),可能会抛出ConcurrentModificationException,但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出此异常;Hashtable使用Enumeration进行迭代,不是fail-fast的 [^3][^4]。 5. **哈希数组默认大小扩容方式**:Hashtable中hash数组默认大小是11,增加的方式是old * 2 + 1;HashMap中hash数组的默认大小是16,而且一定是2的指数 [^3]。 6. **排序**:HashMap不保证元素的顺序;Hashtable也不保证元素的顺序;TreeMap会根据键的自然顺序或指定的比较器对元素进行排序 [^1]。 以下是简单的代码示例: ```java import java.util.HashMap; import java.util.Hashtable; import java.util.TreeMap; import java.util.Map; public class MapDifferenceExample { public static void main(String[] args) { // HashMap示例 Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(); hashMap.put("One", 1); hashMap.put(null, 3); hashMap.put("Four", null); System.out.println("HashMap: " + hashMap); // Hashtable示例 Map<String, Integer> hashtable = new Hashtable<>(); hashtable.put("One", 1); // hashtable.put(null, 3); // 会抛出NullPointerException // hashtable.put("Four", null); // 会抛出NullPointerException System.out.println("Hashtable: " + hashtable); // TreeMap示例 Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>(); treeMap.put("One", 1); // treeMap.put(null, 3); // 会抛出NullPointerException treeMap.put("Four", null); System.out.println("TreeMap: " + treeMap); } } ```
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