Collection集合框架集

java培訓之Collection集合框架集

Map

Map概述

• Map與Collection并列存在。用于保存具有映射關(guān)系的數(shù)據(jù):Key-Value
• Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用類型的數(shù)據(jù)
• Map 中的 key 不允許重復
• key 和 value 之間存在單向一對一關(guān)系，即通過指定的 key 總能找到唯一的、確定的 value。
• Map接口的常用實現(xiàn)類：HashMap、TreeMap、linkedHashMap和Properties。
• HashMap是 Map 接口使用頻率最高的實現(xiàn)類。
• 允許使用null鍵和null值，與HashSet一樣，不保證映射的順序。

Map的常用方法：

1、添加、刪除操作：

• Object put(Object key,Object value)
• Object remove(Object key)
• void putAll(Map t)
• void clear()

2、元素查詢的操作：

• Object get(Object key)
• boolean containsKey(Object key)
• boolean containsValue(Object value)
• int size()
• boolean isEmpty()

3、元視圖操作的方法：

• Set keySet()
• Collection values()
• Set entrySet()

Map的遍歷

Collection集合的遍歷：（1）foreach（2）通過Iterator對象遍歷

Map的遍歷，不能支持foreach

（1）分開遍歷：單獨遍歷所有key，還可以根據(jù)key獲取對應(yīng)value

單獨遍歷所有value

（2）成對遍歷：遍歷的是映射關(guān)系Map.Entry

Map.Entry是Map接口的內(nèi)部接口。每一種Map內(nèi)部有自己的Map.Entry的實現(xiàn)類

在Map中存儲數(shù)據(jù)，實際上是將Key—->value的數(shù)據(jù)存儲在Map.Entry接口的實例中，再在Map集合中插入Map.Entry的實例化對象，如圖示：

public static void main(String[] args) {

Map map = new HashMap();
map.put(“邢濤”, 60);
map.put(“林明明”, 70);
map.put(“田杰”, 80);
map.put(“李鎧”, 90);
map.put(“李信”, 60);
System.out.println(“map的所有key:”);
Set keys = map.keySet();//HashSet
for(Object key : keys){
System.out.println(key+”->”+map.get(key));
}
System.out.println(“map的所有的value：”);
Collection values = map.values();
Iterator iter = values.iterator();
while(iter.hasNext()){
System.out.println(iter.next());
}
System.out.println(“map所有的映射關(guān)系：”);
//映射關(guān)系的類型是Map.Entry類型，它是Map接口的內(nèi)部接口
Set mappings = map.entrySet();
for(Object mapping : mappings){
//System.out.println(mapping);
Map.Entry entry = (Map.Entry)mapping;
System.out.println(“key是：”+ entry.getKey()+ “，value是：”+entry.getValue());
}
}

Map的實現(xiàn)類

1、HashMap

HashMap 判斷兩個 key 相等的標準是：兩個 key 通過 equals() 方法返回 true，hashCode 值也相等。

HashMap 判斷兩個 value相等的標準是：兩個 value 通過 equals() 方法返回 true。

HashMap線程不安全

JDK1.8之前：

HashMap的內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)其實是數(shù)組和鏈表的結(jié)合。當實例化一個HashMap時，系統(tǒng)會創(chuàng)建一個長度為Capacity的Entry數(shù)組，這個長度在哈希表中被稱為容量(Capacity)，在這個數(shù)組中可以存放元素的位置我們稱之為“桶”(bucket)，每個bucket都有自己的索引，系統(tǒng)可以根據(jù)索引快速的查找bucket中的元素。

每個bucket中存儲一個元素，即一個Entry對象，但每一個Entry對象可以帶一個引用變量，用于指向下一個元素，因此，在一個桶中，就有可能生成一個Entry鏈。而且新添加的元素作為鏈表的head。

HashMap的擴容

當HashMap中的元素越來越多的時候，hash沖突的幾率也就越來越高，因為數(shù)組的長度是固定的。所以為了提高查詢的效率，就要對HashMap的數(shù)組進行擴容，而在HashMap數(shù)組擴容之后，最消耗性能的點就出現(xiàn)了：原數(shù)組中的數(shù)據(jù)必須重新計算其在新數(shù)組中的位置，并放進去，這就是resize。

那么HashMap什么時候進行擴容呢？

當HashMap中的元素個數(shù)超過數(shù)組大小(數(shù)組總大小length,不是數(shù)組中個數(shù)size)*loadFactor時，就會進行數(shù)組擴容，loadFactor的默認值為0.75，這是一個折中的取值。也就是說，默認情況下，數(shù)組大小為16，那么當HashMap中元素個數(shù)超過16*0.75=12（這個值就是代碼中的threshold值，也叫做臨界值）的時候，就把數(shù)組的大小擴展為 2*16=32，即擴大一倍，然后重新計算每個元素在數(shù)組中的位置，而這是一個非常消耗性能的操作，所以如果我們已經(jīng)預(yù)知HashMap中元素的個數(shù)，那么預(yù)設(shè)元素的個數(shù)能夠有效的提高HashMap的性能。

JDK1.8之后：

HashMap的內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)其實是數(shù)組和鏈表/樹的結(jié)合。當實例化一個HashMap時，會初始化initialCapacity和loadFactor，在put第一對映射關(guān)系時，系統(tǒng)會創(chuàng)建一個長度為initialCapacity的Node數(shù)組，這個長度在哈希表中被稱為容量(Capacity)，在這個數(shù)組中可以存放元素的位置我們稱之為“桶”(bucket)，每個bucket都有自己的索引，系統(tǒng)可以根據(jù)索引快速的查找bucket中的元素。

每個bucket中存儲一個元素，即一個Node對象，但每一個Node對象可以帶一個引用變量next，用于指向下一個元素，因此，在一個桶中，就有可能生成一個Node鏈。也可能是一個一個TreeNode對象，每一個TreeNode對象可以有兩個葉子結(jié)點left和right，因此，在一個桶中，就有可能生成一個TreeNode樹。而新添加的元素作為鏈表的last,或樹的葉子結(jié)點。（七上八下）

那么HashMap什么時候進行擴容和樹形化呢？

當HashMap中的元素個數(shù)超過數(shù)組大小(數(shù)組總大小length,不是數(shù)組中個數(shù)size)*loadFactor時，就會進行數(shù)組擴容，loadFactor的默認值為0.75，這是一個折中的取值。也就是說，默認情況下，數(shù)組大小為16，那么當HashMap中元素個數(shù)超過16*0.75=12（這個值就是代碼中的threshold值，也叫做臨界值）的時候，就把數(shù)組的大小擴展為 2*16=32，即擴大一倍，然后重新計算每個元素在數(shù)組中的位置，而這是一個非常消耗性能的操作，所以如果我們已經(jīng)預(yù)知HashMap中元素的個數(shù)，那么預(yù)設(shè)元素的個數(shù)能夠有效的提高HashMap的性能。

當HashMap中的其中一個鏈的對象個數(shù)如果達到了8個，此時如果capacity沒有達到64，那么HashMap會先擴容解決，如果已經(jīng)達到了64，那么這個鏈會變成樹，結(jié)點類型由Node變成TreeNode類型。當然，如果當映射關(guān)系被移除后，下次resize方法時判斷樹的結(jié)點個數(shù)低于6個，也會把樹在轉(zhuǎn)為鏈表。

關(guān)于映射關(guān)系的key是否可以修改？

映射關(guān)系存儲到HashMap中會存儲key的hash值，這樣就不用在每次查找時重新計算每一個Entry或Node（TreeNode）的hash值了，因此如果已經(jīng)put到Map中的映射關(guān)系，再修改key的屬性，而這個屬性又參與hashcode值的計算，那么會導致匹配不上。

HashSet的底層實現(xiàn)

public class HashSet<E> ……{

private transient HashMap<E,Object> map;
private static final Object PRESENT = new Object();
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}
public Iterator<E> iterator() {
return map.keySet().iterator();
}
public int size() {
return map.size();
}
public boolean isEmpty() {
return map.isEmpty();

}
public boolean contains(Object o) {
return map.containsKey(o);
}
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
public boolean remove(Object o) {
return map.remove(o)==PRESENT;
}
public void clear() {
map.clear();
}
}

2、linkedHashMap

linkedHashMap 是 HashMap 的子類

與linkedHashSet類似，linkedHashMap 可以維護 Map 的迭代順序：迭代順序與 Key-Value 對的插入順序一致

3、TreeMap

TreeMap存儲 Key-Value 對時，需要根據(jù) key進行排序。TreeMap 可以保證所有的 Key-Value 對處于有序狀態(tài)。

TreeMap 的 Key 的排序：

自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必須實現(xiàn) Comparable 接口，而且所有的 Key 應(yīng)該是同一個類的對象，否則將會拋出 ClasssCastException

定制排序：創(chuàng)建 TreeMap 時，傳入一個 Comparator 對象，該對象負責對 TreeMap 中的所有 key 進行排序。

TreeMap判斷兩個key相等的標準：兩個key通過compareTo()方法或者compare()方法返回0。

若使用自定義類作為TreeMap的key，所屬類需要重寫equals()和hashCode()方法，且equals()方法返回true時，compareTo()方法應(yīng)返回0。

4、Hashtable

Hashtable是個古老的 Map 實現(xiàn)類，線程安全。

與HashMap不同，Hashtable 不允許使用 null 作為 key 和 value

與HashMap一樣，Hashtable 也不能保證其中 Key-Value 對的順序

Hashtable判斷兩個key相等、兩個value相等的標準，與hashMap一致。

5、Properties

Properties 類是 Hashtable 的子類，該對象用于處理屬性文件

由于屬性文件里的 key、value 都是字符串類型，所以 Properties 里的 key 和 value 都是字符串類型

存取數(shù)據(jù)時，建議使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

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