【Map】

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#Java基础

【Map】

主要内容

Map集合
能够说出Map集合特点
- 存储的元素一对，键不能重复，通过键获取值
使用Map集合添加方法保存数据
- put(K,V)
使用”键找值”的方式遍历Map集合
- 1: 获取所有的键 .keySet()
- 2:遍历键，获取值 get(k)
使用”键值对”的方式遍历Map集合
- Entry是Map的内部接口，一个Entry对象就是一个结婚证
  - getKey() 键 getValue()值
- map.entrySet() :获取所有的键值对对象，放到set集合
- 遍历set集合，entry对象获取键和值
能够使用HashMap存储自定义键值对的数据
- 要重写equals和hashCode 和HashSet一样的道理
能够使用HashMap编写斗地主洗牌发牌案例

第一章 Map集合

1.1 Map接口介绍

学习目标

能够说出Map集合特点
- 双列集合（元素是一对一对儿的），键的值不能重复

内容详解

现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即java.util.Map<K,V>接口。

java.util.Map<K,V>接口是最高接口，注意和Collection没有直接联系。
第一个泛型代表键是什么类型。
第二个泛型代表值是什么类型。
二者可以同类型，也可以不同类型。

我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5zE1Ll4i-1575625082733)(img\01-Map集合的概述和特点.png)]

Collection中的集合，元素是孤立存在的，Map中的集合，元素是成对存在的，每个元素由键与值两部分组成。因此Collection中的集合称为单列集合 ，Map中的集合称为双列集合，这两个接口没有任何关系
Map集合使用时是通过键去获取值，每个键只能对应一个值。需要注意的是，Map集合不能包含重复的键，但值可以重复。

1.2 Map常用子类

学习目标

认识Map中常用的子类知道其各自特点
- HashMap<K,V>: 快，键唯一，自定义键重写hashCode和equals 不能保证才存取顺序
- LinkedHashMap<K,V>: 继承了HashMap的特点，但是有存取顺序

内容详解

通过查看Map接口描述，看到Map有多个子类，这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

HashMap<K,V>：存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。
- 由于要保证键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
LinkedHashMap<K,V>：HashMap下有个子类LinkedHashMap，存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致；通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

由于Map当中的key不能重复，所以如果使用自定义类型作为Map当中的key，必须覆盖重写equals和hashCode方法。

tips：Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同，也可以不同。

1.3 Map中数据存取常用方法

学习目标

熟练掌握Map集合的常用数据存取的方法

内容详解

Map接口中定义了很多方法，常用的如下：

public  V put(K key, V value)：添加一个键值对儿。返回被替换的本来value值。
public  V remove(Object obj)：根据键，删除对应的键值对儿。返回被删掉的value值。
public  V get(Object obj)：根据键，获取对应的value值。
default V getOrDefault (Object key, V defaultValue) :返回指定键映射到的值，如果此映射不包含该键的映射，则返回 defaultValue。
public Set<K> keySet()：获取所有的键的集合。（值不重复）
public Collection<V> values()：获取所有的值的集合。（值可能重复）

Map接口的方法演示

public class Demo01Map {

    public static void main(String[] args) {
        // 左边的String代表键key是字符串；右边的String代表值value也是字符串
        // 第一个泛型代表学号，第二个泛型代表的是姓名
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
			  // put 
        map.put("IT001", "王宝强");
        map.put("IT002", "贾乃亮");
        String result = map.put("IT003", "陈羽凡");
        System.out.println(result); // null
        System.out.println(map); // {IT003=陈羽凡, IT002=贾乃亮, IT001=王宝强}

        result = map.put("IT003", "马伊琍");
        System.out.println("被替换掉的是：" + result); // 陈羽凡
        System.out.println(map); // {IT003=马伊琍, IT002=贾乃亮, IT001=王宝强}
        System.out.println("===================");

        // remove
        result = map.remove("IT002");
        System.out.println("被删掉的人是：" + result); // 贾乃亮
        System.out.println(map); // {IT003=马伊琍, IT001=王宝强}

        result = map.remove(100);
        System.out.println(result); // null，因为key是不存在的。
        System.out.println("===================");

        // get
        result = map.get("IT001");
        System.out.println(result); // 王宝强

        result = map.get("IT007");
        System.out.println(result); // null
        System.out.println("===================");
      	
        result = map.getOrDefault("IT008", "没有这个人");
        System.out.println(result); // 没有这个人
        System.out.println("===================");

        // keySet
        Set<String> keys = map.keySet(); // 获取了其中所有的键
        for (String key : keys) {
            System.out.println(key);
        }
        System.out.println("===================");

        // values
        Collection<String> values = map.values(); // 获取了其中所有的值
        Iterator<String> iter = values.iterator();
        while (iter.hasNext()) {
            System.out.println(iter.next());
        }
    }

}

tips:

使用put方法时，若指定的键(key)在集合中没有，则没有这个键对应的值，返回null，并把指定的键值添加到集合中；

若指定的键(key)在集合中存在，则返回值为集合中键对应的值（该值为替换前的值），并把指定键所对应的值，替换成指定的新值。

1.4 KeySet方式遍历Map集合

既然Map和Collection不一样，那么Map也没有继承Iterable接口，所以Map集合不能直接使用迭代器。我们可以借助keySet方法获取所有键值，通过遍历键查找对应的值。

学习目标

能够使用keySet方法遍历Map集合

步骤分析

获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:keyset()
遍历键的Set集合，得到每一个键。
根据键，获取键所对应的值。方法提示:get(K key)

代码实现

public class Demo02MapKeySet {

    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("王宝强", "马蓉");
        map.put("谢霆锋", "张柏芝");
        map.put("陈羽凡", "白百何");
        map.put("武大郎", "潘金莲");

        Set<String> keys = map.keySet(); // 获取所有的键
        for (String key : keys) { // 通过键查找值
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key + "的老婆是" + value);
        }
     }
}

知识小结

思路：获取所有的键，遍历键获取对应的值

1.5 键值对对象方式遍历Map集合

学习目标

掌握如何获取键值对对象
掌握借助键值对对象遍历Map集合的操作

内容详解

1.5.1 认识Entry键值对对象

我们已经知道，Map中存放的是两种对象，一种称为key(键)，一种称为value(值)，它们在在Map中是一一对应关系，这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象，即键值对对象， 这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。

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既然Entry表示了一对键和值，那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法：

public K getKey()：获取Entry对象中的键。
public V getValue()：获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

1.5.2 键值对方式遍历Map集合

步骤分析

获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。
遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。
通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。方法提示:getkey() getValue()

代码实现

public class Demo03MapEntrySet {

    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("王宝强", "马蓉");
        map.put("谢霆锋", "张柏芝");
        map.put("陈羽凡", "白百何");
        map.put("武大郎", "潘金莲");

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

tips：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

1.6 HashMap存储自定义类型键值

学习目标

能够使用HashMap存储自定义类型的键值

内容详解

Map集合的键是唯一的，如果我们需要使用自定义类型当做键值，那么这个自定义类型一定需要进行重写hashCode()和equals()方法。道理和前一天的HashSet是一样的。

练习巩固

练习

每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

注意，学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。

步骤分析

先定义学生类，重写hashCode方法和equals方法
创建若干学生对象
创建Map<Student,String>对象
将学生对象和地址借助put方法存储到集合中
遍历集合查看结果

代码实现

编写学生类

public class Student {
    private String name;
    private int age;
  
    public Student() { }

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

    @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);
    }

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

编写测试类：

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1,创建Hashmap集合对象。
        Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();
        //2,添加元素。
        map.put(newStudent("lisi",28), "上海");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");
        map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");
        map.put(newStudent("zhouqi",25), "广州");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");
        
        //3,取出元素。键找值方式
        Set<Student>keySet = map.keySet();
        for(Student key: keySet){
            Stringvalue = map.get(key);
            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
        }
    }
}

知识小结

当给HashMap中存放自定义对象时，如果自定义对象作为key存在，这时要保证对象唯一，必须复写对象的hashCode和equals方法，原理和HashSet存放自定义对象一致。

1.8 LinkedHashMap

我们知道HashMap保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

学习目标

掌握LinkedHashMap的特性

内容详解

在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

public class LinkedHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
        map.put("邓超", "孙俪");
        map.put("李晨", "范冰冰");
        map.put("刘德华", "朱丽倩");
        Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
            System.out.println(entry.getKey() + "  " + entry.getValue());
        }
    }
}

结果:

邓超  孙俪
李晨  范冰冰
刘德华  朱丽倩

1.9 Map集合练习

题目需求

计算一个字符串中每个字符出现次数。

例如输入：abcabcabaaa
结果是：
a - 6
b - 3
c - 2

步骤分析

获取一个字符串对象
创建一个Map集合，键代表字符，值代表次数。
遍历字符串得到每个字符。
判断Map中是否有该键。
如果没有，第一次出现，存储次数为1；如果有，则说明已经出现过，获取到对应的值进行++，再次存储。
打印最终结果

代码实现

public class Demo01MapCount {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个字符串：");
        String str = sc.next();
      
        // key代表字符，value代表出现的次数
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();

        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            char ch = str.charAt(i); // 当前单个字符
            //方式一
            int num = map.getOrDefault(ch, 0);
            map.put(ch, ++num);
						//方式二
//            if (map.containsKey(ch)) {
//                int num = map.get(ch);
//                num++;
//                map.put(ch, num);
//            } else {
//                map.put(ch, 1);
//            }
        }
        System.out.println(map);
    }
}

课后作业：

Map<"网址",次数> ， 统计出前次数排名前5的网址。

map.put("www.jd.com",100);

map.put("www.jd.com",100);

map.put("www.jd.com",100);

第二章补充知识点

2.1 JDK9对集合添加的优化(of)

通常，我们在代码中创建一个集合（例如，List 或 Set ），并直接用一些元素填充它。实例化集合，几个 add方法调用，使得代码重复。

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        list.add("def");
        list.add("ghi");
        System.out.println(list);
    }
}

Java 9，添加了几种集合工厂方法,更方便创建少量元素的集合、map实例。新的List、Set、Map的静态工厂方法可以更方便地创建集合的不可变实例。

例子：

public class HelloJDK9 {  
    public static void main(String[] args) {  
        Set<String> str1=Set.of("a","b","c");  
        //str1.add("c");这里编译的时候不会错，但是执行的时候会报错，因为是不可变的集合  
        System.out.println(str1);  
        Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2);  
        System.out.println(str2);  
        List<String> str3=List.of("a","b");  
        System.out.println(str3);  
    }  
}

需要注意以下两点：

1:of()方法只是Map，List，Set这三个接口的静态方法，其父类接口和子类实现并没有这类方法，比如 HashSet，ArrayList等待；

2:返回的集合是不可变的，不能增删数据。

2.2 Debug追踪

使用IDEA的断点调试功能，查看程序的运行过程

在有效代码行，点击行号右边的空白区域，设置断点，程序执行到断点将停止，我们可以手动来运行程序

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Bi5j52ob-1575625082735)(img/debug1.png)]
点击Debug运行模式 [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3okF5SWb-1575625082736)(img\debug2.png)]
程序停止在断点上不再执行，而IDEA最下方打开了Debug调试窗口

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-euv10nwc-1575625082736)(img\debug3.png)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9lKRLghp-1575625082737)(img\debug4.png)]
Debug调试窗口介绍

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-l3Ln50EK-1575625082738)(img\debug5.png)]
快捷键F8，代码向下执行一行,第九行执行完毕，执行到第10行（第10行还未执行）

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8eObuLmM-1575625082739)(img\debug6.png)]
切换到控制台面板，控制台显示请录入一个字符串：并且等待键盘录入

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xeccyqWt-1575625082739)(img\debug7.png)]
快捷键F8，程序继续向后执行，执行键盘录入操作，在控制台录入数据 ababcea

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Iu4kAXiP-1575625082740)(img\debug8.png)]

回车之后效果：[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-c3zqgaeA-1575625082741)(img\debug9.png)]

调试界面效果：[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SEHGtJAg-1575625082741)(img\debug0.png)]
此时到达findChar方法，快捷键F7，进入方法findChar

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1G07h82K-1575625082742)(img\debug11.png)]
快捷键F8 接续执行，创建了map对象，变量区域显示

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EQ6OKwSe-1575625082743)(img\debug12.png)]
快捷键F8 接续执行，进入到循环中，循环变量i为 0,F8再继续执行，就获取到变量c赋值为字符‘a’ 字节值97

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cS83raeU-1575625082743)(img\debug13.png)]
快捷键F8 接续执行，进入到判断语句中，因为该字符不在Map集合键集中，再按F8执行，进入该判断中

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-y2zQ4SIo-1575625082744)(img\debug14.png)]
快捷键F8 接续执行，循环结束，进入下次循环，此时map中已经添加一对儿元素

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ahDEwJag-1575625082744)(img\debug15.png)]
快捷键F8 接续执行，进入下次循环，再继续上面的操作，我们就可以看到代码每次是如何执行的了

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mnoy0oye-1575625082745)(img\debug16.png)]
如果不想继续debug,那么可以使用快捷键F9,程序正常执行到结束，程序结果在控制台显示

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-C5LMAikx-1575625082746)(img\debug17.png)]

第三章模拟斗地主洗牌发牌

3.1 案例介绍

按照斗地主的规则，完成洗牌发牌的动作。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PC9M88mc-1575625082748)(img\斗地主.png)]

具体规则：

组装54张扑克牌将
54张牌顺序打乱
三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。
查看三人各自手中的牌（按照牌的大小排序）、底牌

规则：手中扑克牌从大到小的摆放顺序：大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3

3.2 案例需求分析

准备牌：

完成数字与纸牌的映射关系：

使用双列Map(HashMap)集合，完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。

洗牌：

通过数字完成洗牌发牌

发牌：

将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌，剩余牌通过对3取模依次发牌。

存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。

将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。

看牌：

通过Map集合找到对应字符展示。

通过查询纸牌与数字的对应关系，由数字转成纸牌字符串再进行展示。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bHuh5Mll-1575625082749)(img\斗地主分析.png)]

3.3 实现代码步骤

public class Poker {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 1组装54张扑克牌
         */
        // 1.1 创建Map集合存储
        HashMap<Integer, String> pokerMap = new HashMap<Integer, String>();
        // 1.2 创建 花色集合 与 数字集合
        ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();

        // 1.3 存储 花色 与数字
        Collections.addAll(colors, "♦", "♣", "♥", "♠");
        Collections.addAll(numbers, "2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3");
        // 设置 存储编号变量
        int count = 1;
        pokerMap.put(count++, "大王");
        pokerMap.put(count++, "小王");
        // 1.4 创建牌 存储到map集合中
        for (String number : numbers) {
            for (String color : colors) {
                String card = color + number;
                pokerMap.put(count++, card);
            }
        }
        /*
         * 2 将54张牌顺序打乱
         */
        // 取出编号 集合
        Set<Integer> numberSet = pokerMap.keySet();
        // 因为要将编号打乱顺序 所以 应该先进行转换到 list集合中
        ArrayList<Integer> numberList = new ArrayList<Integer>();
        numberList.addAll(numberSet);

        // 打乱顺序
        Collections.shuffle(numberList);

        // 3 完成三个玩家交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌
        // 3.1 发牌的编号
        // 创建三个玩家编号集合 和一个 底牌编号集合
        ArrayList<Integer> noP1 = new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<Integer> noP2 = new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<Integer> noP3 = new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<Integer> dipaiNo = new ArrayList<Integer>();

        // 3.2发牌的编号
        for (int i = 0; i < numberList.size(); i++) {
            // 获取该编号
            Integer no = numberList.get(i);
            // 发牌
            // 留出底牌
            if (i >= 51) {
                dipaiNo.add(no);
            } else {
                if (i % 3 == 0) {
                    noP1.add(no);
                } else if (i % 3 == 1) {
                    noP2.add(no);
                } else {
                    noP3.add(no);
                }
            }
        }

        // 4 查看三人各自手中的牌（按照牌的大小排序）、底牌
        // 4.1 对手中编号进行排序
        Collections.sort(noP1);
        Collections.sort(noP2);
        Collections.sort(noP3);
        Collections.sort(dipaiNo);

        // 4.2 进行牌面的转换
        // 创建三个玩家牌面集合 以及底牌牌面集合
        ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();
        ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();

        // 4.3转换
        for (Integer i : noP1) {
            // 4.4 根据编号找到 牌面 pokerMap
            String card = pokerMap.get(i);
            // 添加到对应的 牌面集合中
            player1.add(card);
        }

        for (Integer i : noP2) {
            String card = pokerMap.get(i);
            player2.add(card);
        }
        for (Integer i : noP3) {
            String card = pokerMap.get(i);
            player3.add(card);
        }
        for (Integer i : dipaiNo) {
            String card = pokerMap.get(i);
            dipai.add(card);
        }

        //4.5 查看
        System.out.println("令狐冲："+player1);
        System.out.println("石破天："+player2);
        System.out.println("鸠摩智："+player3);
        System.out.println("底牌："+dipai);
    }
}