JAVA集合--Map

集合概述

java集合就像一种容器，我们可以把多个对象丢进该容器中。在编程时，我们需要存放多个数据，当然我们可以使用数组来保存多个对象，但是数组的长度不可变化，且无法保存具有映射关系的数据。集合类主要负责保存，盛装其他数据，因此集合类也被成为容器类。

集合类和数组不一样，数组即可以保存基本类型，也可也保存对象；而集合里保存的只能是对象。java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map。

Map

Map用于保存具有映射关系的数据，Map中保存两组值，一组为Key一组为Value，Key与Value都可以是任何引用类型的数据。Map的Key不允许重复，Map 的两个Key使用equals方法判断。
Key与Value之间存在单向一对一的关系，通过指定的key能找到唯一的确定的value值。

如上图所示Map的key放在一起看起就是一个Set集合，而Map也拥有一个keySet()方法用于返回Map里所有key值的Set集合。Map的key与Set里的元素存储形式也很像，虽然Map里存储的是key-value键值对，我么你可以把value当做是key的附属，这样就可以像对待Set一样对待Map。Map提供了一个Entry内部类来封装key-value对，而计算Entry时只考虑Entry封装的key值。

另一方面，将所有的value值放在一起看，又类似一个List，元素之间可以重复并根据索引来查找。所以Map也被称为字典。

HashMap与Hashtable

HashMap与Hashtable都是Map的实现类，他们的关系类似于ArraryList与Vector。而两者之间的关系在各种面试笔试中经常被考到。

• Hashtable是一个古老的Map实现类，线程安全，但是HashMap是线程不安全的，所以为了保证线程安全HashMap需要消耗部分性能维护线程安全，所以Hashtable的性能会比HashMap稍微差一点。
• Hashtable不允许null最为key或者value，否则会跑出NullPointerException异常；但是HashMap可以。

Tips1：Hashtable趣闻，它的命名没有遵守Java的命名规范，但是后来由于使用的人多了，再也不能改为HashTable，所以就沿用了这个名称。

为了成功的在HashMap与Hashtable中存取元素，用做key的对象必须实现hashcode（）与equals（）方法，判断两个key值相等的条件为：equals方法返回true且hashcode值相等。HashMap与Hashtable判断value相等是通过两个value对象的equals方法。HashMap与Hashtable并不能保证其中key-value键值对的顺序。

与HashSet类似，尽量不要使用可变的对象作为HashMap与Hashtable的key值。

LinkedHashMap

LinkedHashMap使用双向链表维护key-value键值对的次序，该链表维护Map的迭代顺序，迭代顺序与key-value键值对插入的顺序保持一致。

LinkedHashMap需要维护元素的插入顺序，因此性能要略低于HashMap的性能，但在进行迭代访问的时候会有较好的性能。

Properties

Properties是Hashtable的子类，该对象在处理配置文件时把文件的值写入key-value键值对中。

Properties properties = new Properties();
properties.setProperty(key, value);
properties.store(new FileOutputStream("xxxx"), comments);
properties.getProperty(key);
properties.load(new FileInputStream(file));

SortedMap与Treemap

Map接口也派生了一个SortedMap子接口，SortedMap接口也有一个TreeMap类。TreeMap是一个红黑树的数据结构，每个key-value键值对作为红黑树的一个节点并根据key值对Key-value进行排序。同Set一样，也有两种排序方式，详见collection中的TreeSet。

Tips2：Java源码就是先实现了Map再通过包装一个所有value都为null的Map集合实现了Set集合。

WeakHashMap

WeakHashMap与HashMap的使用方法类似，与HashMap的区别在于HashMap的key保留了对实际对象的强引用，这意味这只要HashMap对象不被销毁，该HashMap的所有Key值引用不会被垃圾回收，HashMap也不会自动删除这些key所对应的key-value，但WeakHashMap只保留了对象的弱引用，这意味着如果WeakHashMap的key值如果没有被其他强对象引用，那么这些key值就可能被垃圾回收。

IdentityHashMap

IdentityHashMap是一个特殊的Map实现，当且仅当两个key严格相等（key1=key2）时，IdentityHashMap才认为连个key值相等。IdentityHashMap不能保证key-value对之间的顺序，它与HashMap类似。

EnumMap

EnumMap是一个与枚举类型一起使用的Map。EnumMap不允许使用null作为key，但是可以使用null作为value，会根据枚举值进行自然排序。

各Map实现类的性能分析

• HashMap与Hashtable的性能大致相同，但HashMap比Hashtable稍微快一点。
• TreeMap比HashMap与Hashtable要慢，尤其在插入和删除的时候，但是它的key-value总是处于有序状态。
• 对于一般的应用场景，优先考虑使用HashMap，HashMap是为快速查询设计的
• LinkedHashMap比HashMap慢一点，因为它要维护key-value 的添加顺序。

Tips3：TreeMap的另一种查询技巧，在TreeMap被填充值后，就可以调用keySet（）方法，使用toArrary（）方法生成key的数组，接下来使用Arrarys的binarySearch（）方法在已经排序的数组中快速查找对象。

HashMap与HashSet的性能

对于HashSet，采用hash算法决定在集合中元素的存储位置并通过hash算法来控制集合的大小；对于HashMap,采用hash算法来决定Map中key的存储，并通过hash算法来增加key的大小。

在hash算法中有一个负载极限的概念，决定了hash表的最大填满度，当负载因子达到负载极限时，hash表会自动的成倍增加，并将原有的对象重新分配，这个过程成为refreshing。

HashSet与HashMap的负载极限都时0.75，如果开始就知道HashSet与HashMap会保存很多记录，则可以在开始时就初始化较大的容量，就不会发生refreshing。并且可以高效的增加记录。