Map接口、HashMap、LinkedHashMap

Map接口、HashMap、LinkedHashMap

1. 概述

Map接口和Collection接口是完全不同的,Collection<E>接口是单列集合,就一个泛型;Map<K, V>接口是双列接口,有两个泛型。

Map的一个对象有两个值,左边的K (Key) 是键,右边的V (Value) 是值,每个键最多只能映射到一个值,键和值是一一对应的关系

这就说明了Collection集合中的对象是单个存在的,Map集合的对象是成对存在(一个Key,一个Value)。

Map集合中的Key和Value的类型可以相同,也可以不同;Key是不允许重复的,Value是允许重复的

2. HashMap和LinkedHashMap

2.1 HashMap

java.util.HashMap<k, v> 集合 extends Map<k, v>接口

HashMap集合的特点:

  1. HashMap集合的底层是是哈希表,之前学的HashSet的底层也是哈希表,但因为HashSet是单列的,只用到了Key,Key不允许重复,所以HashSet是不能包含重复元素的,但是HashMap可以包含重复元素。由于底层是哈希表,所以查询速度特别的快。

    JDK1.8之前:哈希表 = 数组 + 链表;

    JDK1.8之后:哈希表 = 数组 + 链表/红黑树(链表长度大于8时的转变);红黑树可以进一步提高查询速度

  2. HashMap集合是一个无序的集合,与HashSet一样,存储元素和取出元素的顺序有可能不一致

2.2 LinkedHashMap

java.util.LinkedHashMap<k, v>集合 extends Map<k, v>接口

LinkedHashMap的特点:LinkedHashMap集合的底层是哈希表 + 链表,比HashMap的底层多了一条链表,多出来的这条链表用于记录元素的存储顺序,所以LinkedHashMap是一个有序的集合,这一点与LinkedHashSet是一致的。

3. Map接口中的常用方法

3.1 put方法

public v put (K key, V value); 把指定的键与指定的值添加到Map集合中

返回值:v 有两种情况

  1. 存储键值对的时候,key不重复,返回值是null
  2. 存储键值的时候,key重复,会使用新的value替换map中重复的value,返回被替换的value值
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
        //用多态的写法,左接口,右实现类
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //public v put (K key, V value),添加元素
        String v1 = map.put("小明", "小红");
        //打印返回值v1,添加的是之前不存在的元素,返回值应该是null
        System.out.println(v1);  //null

        //再put一个
        String v2 = map.put("小明", "小花");
        //打印返回值v2,添加的键是之前已经存在,返回值应该是被替换的value
        System.out.println(v2);  //小红
        System.out.println(map);  // {小明=小花}

        //最后再put一个
        map.put("李华", "小花");
        System.out.println(map);  //{小明=小花, 李华=小花}

        //证明了Key不可以重复,但是value可以重复
    }
}

3.2 remove方法

public v remove (Object key); 把指定的键所对应的键值对元素再Map集合中删除,返回被删除元素的值。

返回值:v 有两种情况

  1. key存在,v返回被删除的值
  2. key不存在,v返回null
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //用多态的写法,左接口,右实现类
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        //public v put (K key, V value),添加元素
        map.put("周杰伦", 180);
        map.put("小公举", 175);
        map.put("月半伦", 170);

        //public v remove (Object key); ,删除key为月半伦的对象
        int value1 = map.remove("月半伦");

        //返回值v应该是月半伦的身高,170
        System.out.println(value1);  //170
        System.out.println(map); //{小公举=175, 周杰伦=180}

        //假如我删除一个没有的元素,比如key为胖伦,那返回值应该是null
    //   int value2 = map.remove("胖伦");
    //   System.out.println(value2); //哈哈,异常NullPointerException,不能用基本数据类型int来接收null
        Integer value2 = map.remove("胖伦");
        System.out.println(value2); //null
    }
}

3.3 get方法

public v get(Object key) 根据指定的键,在map集合中获取对应的值

返回值:

  1. key可以存在,返回对应的值
  2. key不存在,返回null

代码就不演示了,和上面的都差不多

3.4 containsKey方法

public boolean contains(Object key); 判断集合中是否含有指定的键

返回值:包含返回true,不包含返回false

代码就不演示了,和上上面的都差不多

3.5 keySet方法(重点)

Set接口是单列的接口,Map接口是双列的,因为Set接口只是用到了Key那一列,没有Value那一列

我们可以把Map中的Key那一列全部复制到Set那存,然后通过遍历Set的每一个key来寻找对应的Map中的value

这就是Map集合的第一种遍历方法:通过键找值

怎么样才能把Map中的key全部复制到Set呢?

采用Map的keySet()方法,它的返回值就是一个Set集合

在这里插入图片描述

实现具体步骤

  1. 使用Map集合的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中
  2. 遍历Set集合,获取Map集合的每一个key
  3. 通过map集合中的方法get(key),通过key找到value

代码演示:Map是如何利用keySet()方法进行遍历的

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //用多态的写法,左接口,右实现类
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        //public v put (K key, V value),添加元素
        map.put("周杰伦", 180);
        map.put("小公举", 175);
        map.put("月半伦", 170);

        //1.使用Map集合的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中
        //这应该是是一种多态的写法,左接口,右边返回一个实现类对象
        Set<String> set = map.keySet();

        //2.遍历Set集合,获取Map集合的每一个key
        //使用迭代器来遍历一下,这个写法和上面的是一摸一样的多态写法,同样是调用方法产生实现类对象
        Iterator<String> iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            String key = iterator.next();
            //3.通过map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key + "=" + value);
        }

        System.out.println("-----------------------");

        //也可以不使用迭代器,使用增强for循环foreach来遍历
        //2.遍历Set集合,获取Map集合的每一个key
        for (String key : set) {
            //3.通过map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key + "=" + value);
        }

        System.out.println("-----------------------");

        //可以跳过第一步,再简化一下foreach
        for (String key : map.keySet()) {
            //3.通过map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key + "=" + value);
        }
    }
}

3.6 entrySet方法(重点)

Map.Entry<k, v>是Map接口中的一个内部接口,类似于外部类里面有个内部类一样

当Map集合一创建,那么就会在Map集合中创建一个Entry对象用来记录键与值的映射关系,简单来讲,如果键与值是一对夫妻,每对夫妻总有个结婚证来证明来记录它们的关系呀,entry对象就充当起了结婚证的角色。

在这里插入图片描述

上图这个过程其实和那个keySet的过程差不多,只不过keySet那里的Set集合的泛型是Key,Key什么类型,泛型就什么类型;而这里的Set集合里面的泛型是Map.Entry<K,V>类(用外部类名 . 内部类名的形式表示Entry类)。

实现具体步骤

  1. 使用Map集合中的方法entrySet(),把Map集合中多个Entry对象取出来,存储到一个Set集合中
  2. 遍历Set集合,获取每一个Entry对象
  3. 使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值

代码演示:Map是如何利用entrySet()方法进行遍历的

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //用多态的写法,左接口,右实现类
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //public v put (K key, V value),添加元素
        map.put("黄晓明", "杨颖");
        map.put("周杰伦", "昆凌");
        map.put("杨过", "小龙女");

        //1.使用Map集合中的方法entrySet(),把Map集合中多个Entry对象取出来,存储到一个Set集合中
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();

        //2.遍历Set集合,获取每一个Entry对象,接下来会有三种遍历方法
        //用迭代器来遍历先
        Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = entrySet.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Map.Entry<String, String> entry = iterator.next();
            //3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "=" + value);
        }

        System.out.println("------------------------");

        //用foreach来遍历
        for (Map.Entry<String, String> entry : entrySet) {
            //3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "=" + value);
        }

        System.out.println("------------------------");

        //可以跳过第一步,再简化一下foreach
        for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
            //3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "=" + value);
        }
    }
}

4. 利用Map来存储自定义的类型

如果是自定义的类充当键,那么必须要重写自定义类中的hashCode方法和equals方法,避免键重复

  • 定义一个Student类
import java.util.Objects;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    //重写equals方法
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age &&
                Objects.equals(name, student.name);
    }

    //重写hashCode方法
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

    //重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
  • 在main中添加对象,遍历
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个HashMap对象,键是自定义类Student,值是string类
        HashMap<Student, String> map = new HashMap<>();
        //添加四个对象,其中有个键是重复的,都是周杰伦,20岁
        map.put(new Student("周杰伦", 20), "蔡依林");
        map.put(new Student("黄晓明", 21), "杨颖");
        map.put(new Student("杨过", 22), "小龙女");
        map.put(new Student("周杰伦", 20), "昆凌");
        //遍历方法1:keySet
        Set<Student> keySet = map.keySet();
        for (Student student : keySet) {
            String people = map.get(student);
            System.out.println(student + "=" + people);
        }
        //结果显示周杰伦那一栏,蔡依林被昆凌替代了

        System.out.println("------------------------");

        //遍历方法2:entrySet
        Set<Map.Entry<Student, String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Map.Entry<Student, String> studentEntry : entrySet) {
            Student student = studentEntry.getKey();
            String people = studentEntry.getValue();
            System.out.println(student + "=" + people);
        }

        System.out.println("------------------------");

        //遍历方法3:keySet的迭代器
        Iterator<Student> iterator = keySet.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Student student = iterator.next();
            String people = map.get(student);
            System.out.println(student + "=" + people);
        }

        System.out.println("------------------------");

        //遍历方法4:entrySet的迭代器
        Iterator<Map.Entry<Student, String>> iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
            Map.Entry<Student, String> entry = iterator1.next();
            Student student = entry.getKey();
            String people = entry.getValue();
            System.out.println(student + "=" + people);
        }
    }
}

5. HashTable

java.util.HashTable<K, V>集合 extends Map<K, V>接口

HashTable:底层也是一个哈希表,是一个线程安全的集合,是单线程集合,速度慢

HashMap:底层是一个哈希表,是一个线程不安全的集合,是多线程集合,速度快

HashMap集合(包括之前学的HashSet、LinkedHashSet、ArrayList、LinkedList等等集合):可以存储null值,null键

HashTable:不能存储null值,null键

HasTable和Vector集合一样,在JDK1.2版本之后被更先进的集合(HashMap、ArrayList)取代了

HashTable的子类Properties依然活跃至今

Properties集合是唯一一个与IO流相结合的集合

6. Map集合练习

题目

计算一个字符串中每个字符出现的次数

分析

  1. 使用Scanner获取用户输入的字符串

  2. 创建Map集合,Key是字符串的字符,Value是字符的个数

  3. 遍历字符串,获取每一个字符

  4. 使用获取到的字符,去Map集合判断Key是否存在

    Key存在:

    ​ 通过字符(Key),获取Value(字符个数)

    ​ Value++

    ​ put(Key, Value)把新的Value存储到Map集合中

    Key不存在:

    ​ put(key, 1)

  5. 遍历Map集合,输出结果

代码

import java.util.Scanner;
import java.util.HashMap;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //1.使用Scanner获取用户输入的字符串
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入字符串,按回车或空格结束输入:");
        String input = sc.next();
        //2.创建Map集合,Key是字符串的字符,Value是字符的个数
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        //3.遍历字符串,获取每一个字符
        for (char c : input.toCharArray()){
            //4.使用获取到的字符,去Map集合判断Key是否存在
            if (map.containsKey(c)){
                Integer value = map.get(c);
                value++;
                map.put(c, value);
            }else{
                map.put(c, 1);
            }
        }
        //5.遍历Map集合,输出结果,就用keySet把
        for(Character c : map.keySet()){
            Integer value = map.get(c);
            System.out.println(c + "=" + value);
        }
    }
}
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