Java集合框架（Map篇）_java中map结构的特点-优快云博客

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Map是Java中用于存储键值对的数据结构，其特点是键唯一，支持null键值，提供高效访问。常见实现类有HashMap、TreeMap和LinkedHashMap，各具特色。Map的基本操作包括put()添加、get()获取、remove()删除、containsKey()和containsValue()判断，以及遍历方法keySet()、entrySet()和values()。此外，文章还介绍了泛型在提高代码安全性和复用性上的作用。

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一、概述

Map是一种经常用于存储键值对的数据结构，在Java中可以通过java.util.Map接口来定义一个Map对象。Map中的每个元素都包含了一个键和一个值，键和值可以是任意类型的对象。

在Map中，键是唯一的，而值则可以重复。可以使用put()方法向Map中添加元素，使用get()方法通过键来访问值，使用keySet()方法获取Map中所有键的集合，使用values()方法获取Map中所有值的集合。另外，Map还提供了很多其他方法，如containsKey()、containsValue()、remove()等。

常见的Map实现类有HashMap、TreeMap、LinkedHashMap，它们的实现方式不同，适用于不同的场景。HashMap使用哈希函数进行元素的散列存储，可以快速进行插入、删除和查找；TreeMap则使用红黑树进行存储，可以对元素进行有序遍历；而LinkedHashMap则维护了元素的插入顺序，可以按照插入顺序遍历元素。
在这里插入图片描述

二、map集合的特点

Map集合的特点包括：

键值对存储。Map中存储的元素是以键值对的形式保存的，每个键值对包含一个键对象和一个值对象，可以根据键对象获取对应的值对象。
键的唯一性。在Map中，每个键对象是唯一的，不能存在相同的键对象，如果向Map中添加一个已经存在的键对象，则会替换掉原有的值对象。
支持null键和null值。HashMap和Hashtable支持null键和null值，TreeMap和ConcurrentHashMap不允许有null键。
无序性。HashMap和Hashtable等散列表实现的Map在存储键值对时并不是以顺序方式存储的，因此不能保证元素的顺序。但如果使用LinkedHashMap，则可以按照插入顺序或访问顺序进行遍历。
高效性。访问和修改Map集合中的元素都非常高效，可以通过哈希表实现，时间复杂度为O(1)。
可以存储不同类型的键值对。Map集合可以存储任意类型的键和值，如基本数据类型、自定义对象等。

综上所述，Map集合是一种非常实用的数据结构，在Java中广泛应用于各种场景中，如缓存、配置等。

总结：主要的特点就是键值对的形式来存储

1、集合的基本操作

Map集合的基本操作包括：

添加元素：使用put()方法向Map中添加元素，语法：map.put(key, value)，其中key为键对象，value为值对象。
获取元素：使用get()方法通过键来获取对应的值，语法：map.get(key)，其中key为键对象。
删除元素：使用remove()方法通过键来删除对应的键值对，语法：map.remove(key)，其中key为键对象。
判断是否包含键或值：使用containsKey()、containsValue()方法来判断Map中是否包含指定的键或值，语法：map.containsKey(key)或map.containsValue(value)，其中key为键对象，value为值对象。
遍历元素：可以使用keySet()、entrySet()和values()方法来遍历Map中的所有键、值或键值对。

keySet()方法返回一个包含所有键的Set集合，可以遍历所有键，语法：map.keySet()
entrySet()方法返回一个包含所有键值对的Set集合，可以遍历所有键值对，语法：map.entrySet()
values()方法返回一个包含所有值的Collection集合，可以遍历所有值，语法：map.values()

1）添加

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输出结果：

2）删除元素

删除元素是根据map集合的key来删除的

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输出结果：

3）修改元素

因为map集合是没有下标的，所以不能根据下标来进行修改，如代码里我所说的，键（key）是一样的会被覆盖，利用这个特性我们可以用这种方法进行修改value值

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输出的结果：

4）获取

我们获取值是根据map集合的get() 方法中根据key来获取的

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输出结果：

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5）遍历Map

因为map集合不是继承Collection，所以遍历方式和list、set集合不一样
我这里提供了三种的遍历方式：

获取map集合的键

输出结果：
拿到map集合的映射关系

输出结果：
遍历的只是map集合的值

在这里插入图片描述
输出结果：

三、扩展

1、统计字符串出现的次数

随机给定一个字符串，把重复的字符串进行统计。因为键值对的特点：键不可以重复，但是键对应的值可以被覆盖。

实现的步骤：

把需要统计的字符串获取
把字符串遍历
以字符做为map集合的key，在map集合中寻找key对应的值是否存在；
如果存在，key对应的值+1进行key的覆盖
反之，key对应的值默认为1
遍历map集合

输出结果：

2、泛型的作用

泛型的作用主要有以下几个方面：

类型安全。使用泛型可以让代码更加安全，避免因类型不匹配而出现编译错误或运行时异常。在编译时，编译器会对泛型进行类型检查，保证类型的一致性。
代码复用。使用泛型，可以编写通用的代码，这样可以增强代码的复用性，避免重复编写类似的代码，提高代码的开发效率。
提高代码清晰度和可维护性。使用泛型可以让代码更加清晰明了，可以方便地理解和维护代码。在使用泛型时，可以明确地指定类型参数，避免代码中出现类型转换等不必要的代码。
集合的统一化。Java中的集合类都使用了泛型，这使得集合类在使用时更加方便和统一，可以避免类型不匹配的问题，同时也方便了在集合中操作元素的过程中进行类型转换。

综上所述，泛型是Java中非常重要的一项功能，它可以让代码更加安全、清晰、易维护和高效，是Java编程中不可或缺的一部分。

1）示例代码1：

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/a3c4f21a9d7b4852a550273fd3574865.png)

输出结果：
在这里插入图片描述

如果我用字符串：他就会出现报错

在这里插入图片描述

2）示例代码2：

/**
 * 一个普通类
 * 
 * @author tgq
 *
 * @param <T>
 */
class GenericClass<T> {
	private T value;

	public GenericClass(T value) {
		this.value = value;
	}

	public T getValue() {
		return value;
	}

	public void setValue(T value) {
		this.value = value;
	}
}

在这个泛型类中，定义了一个值为T类型的成员变量，以及Getter和Setter方法用来访问这个成员变量。通过使用泛型类型，这个类可以接受任何类型的参数，可以在实例化时指定具体的类型。



/**
	 * 
	 * @author tgq
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {

		GenericClass<Integer> intObj = new GenericClass<>(10);
		System.out.println(intObj.getValue()); // 输出：10
		intObj.setValue(20);
		System.out.println(intObj.getValue()); // 输出：20

		GenericClass<String> strObj = new GenericClass<>("Hello");
		System.out.println(strObj.getValue()); // 输出：Hello
		strObj.setValue("World");
		System.out.println(strObj.getValue()); // 输出：World

}

在这段示例代码中，首先创建了一个类型为Integer的泛型对象intObj，然后使用Getter方法获取它的值，并使用Setter方法将值修改为20。接着创建了一个类型为String的泛型对象strObj，同样使用Getter和Setter方法访问和修改它的值。由于使用了泛型类，可以方便地使用不同类型的对象，避免了使用Object类型的代码中需要进行类型转换的问题。

3、集合工具类

Arrays和Collections都是Java中常用的工具类，它们为数组和集合类提供了一些常用的方法，方便了开发者对这些对象的操作和处理。

1)arrays

Arrays类提供了一些静态方法，用于操作数组，包括排序、查找、复制等。以下是Arrays的一些常用方法：

Arrays.sort()方法：用于对数组进行排序，语法：Arrays.sort(array)，其中array为要排序的数组对象。
Arrays.binarySearch()方法：用于在有序数组中查找指定元素的位置，语法：Arrays.binarySearch(array, key)，其中array为要查找的数组对象，key为要查找的元素。
Arrays.copyOf()方法：用于复制数组，语法：Arrays.copyOf(original, newLength)，其中original为要被复制的原始数组，newLength为新数组的长度。

示例：
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输出结果：

2)Collections

Collections类提供了一些静态方法，用于操作集合类，包括排序、查找、复制等。以下是Collections的一些常用方法：

Collections.sort()方法：用于对集合进行排序，语法：Collections.sort(list)，其中list为要排序的集合对象。
Collections.binarySearch()方法：用于在有序集合中查找指定元素的位置，语法：Collections.binarySearch(list, key)，其中list为要查找的集合对象，key为要查找的元素。
Collections.copy()方法：用于复制集合，语法：Collections.copy(dest, src)，其中dest为目标集合，src为源集合。

示例：
在这里插入图片描述
输出结果：

【总结】

在这个示例代码中，首先定义了一个数组和一个集合，并使用Arrays.asList()方法将数组转换成集合。接着对数组和集合分别进行排序，使用binarySearch()方法查找元素位置，使用copyOf()和copy()方法复制数组和集合，最后输出结果。可以看到，Arrays和Collections提供的方法可以方便地对数组和集合进行操作，节省开发者的时间和精力。