11 Java集合 - Map接口 - 《JAVASE》

1. 常用实现类结构
2. 存储结构的理解
3. 常用方法
4. 内存结构说明（难点）
5. TreeMap的使用
6. 使用Properties读取配置文件

1. 常用实现类结构

|——Map:双列数据，存储key-value对的数据 —-类似于高中的函数：y = f(x) |——HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value |——LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以照添加的顺序实现遍历。原因：在原的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。 |——TreeMap:保证照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序底层使用红黑树 |——Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value |——Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型

HashMap的底层：数组+链表（jdk7及之前) 数组+链表+红黑树（jdk 8)

[面试题]

HashMap的底层实现原理？
HashMap 和 Hashtable的异同？
CurrentHashMap 与 Hashtable的异同？

2. 存储结构的理解

Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key —-> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例) Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value —->value所在的类要重写equals() 一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。 Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry

图示：

3. 常用方法

添加：put(Object key,Object value)
删除：remove(Object key)
修改：put(Object key,Object value)
查询：get(Object key)
长度：size()
遍历：keySet() / values() / entrySet()

public class MapTest {
    /*
         元视图操作的方法：
         Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
         Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
         Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合
     */
    @Test
    public void test5() {
        Map map = new HashMap();
        map.put("AA", 123);
        map.put(45, 1234);
        map.put("BB", 56);
        // 遍历所有的key集：keySet()
        Set keySet = map.keySet();
        for (Object o : keySet) {
            System.out.println(o);
        }
        System.out.println();
        // 遍历所有的value集：values()
        Collection values = map.values();
        Iterator iterator = values.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
        System.out.println();
        // 遍历所有的key-value
        // 方式一：entrySet()
        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
            Object next = iterator1.next();
            // entrySet集合中的元素都是entry
            Map.Entry entry = (Map.Entry) next;
            System.out.println(entry.getKey() + "----" + entry.getValue());
        }
        System.out.println();
        // 方式二
        Set set = map.keySet();
        Iterator iterator2 = set.iterator();
        while (iterator2.hasNext()) {
            Object key = iterator2.next();
            Object value = map.get(key);
            System.out.println(key + "====" + value);
        }
    }
    /*
        元素查询的操作：
         Object get(Object key)：获取指定key对应的value
         boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
         boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
         int size()：返回map中key-value对的个数
         boolean isEmpty()：判断当前map是否为空
         boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等
     */
    @Test
    public void test4() {
        Map map = new HashMap();
        map.put("AA", 123);
        map.put(45, 123);
        map.put("BB", 56);
        // Object get(Object key)
        System.out.println(map.get("AA"));
        // containsKey(Object key)：是否包含指定的key
        boolean containsKey = map.containsKey("BB");
        System.out.println(containsKey);
        containsKey = map.containsValue(123);
        System.out.println(containsKey);
        map.clear(); // 与map = null操作不同
        System.out.println(map.isEmpty());
    }
    /*
     添加、删除、修改操作：
     Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
     void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
     Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
     void clear()：清空当前map中的所有数据
     */
    @Test
    public void test3() {
        Map map = new HashMap();
        // 添加
        map.put("AA", 123);
        map.put(45, 123);
        map.put("BB", 56);
        // 修改
        map.put("AA", 111);
        System.out.println(map);
        Map map1 = new HashMap();
        map1.put("CC", 123);
        map1.put("DD", 123);
        map.putAll(map1);
        System.out.println(map);
    }
    @Test
    public void test2() {
        Map map = new HashMap();
        map.put(1, "AA");
        map.put(2, "BB");
        map.put(3, "CC");
        System.out.println(map);
    }
    @Test
    public void test1() {
        Map<Object, Object> hashMap = new HashMap<>();
//        hashMap = new Hashtable<>();
        hashMap.put(null, 123);
    }
}

4. 内存结构说明（难点）

4.1 HashMap在jdk7中实现原理

HashMap map = new HashMap()：在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table … 可能已经执行过多次put … map.put(key1,value1)：首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ——情况1 如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。——情况2 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的 equals(key2)方法，比较：如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。——情况3 如果equals()返回true:使用value1替换value2。

补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。

在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原的数据复制过来。

4.2 HashMap在jdk8中相较于jdk7在底层实现方面的不同

new HashMap():底层没创建一个长度为16的数组
jdk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[]
首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组
jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。

形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。

4.3 HashMap底层典型属性的属性的说明

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16 DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75 threshold：扩容的临界值，= 容量填充因子：16 0.75 => 12 TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8 MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

4.4 LinkedHashMap的底层实现原理(了解)

LinkedHashMap底层使用的结构与HashMap相同，因为LinkedHashMap继承于HashMap. 区别就在于：LinkedHashMap内部提供了Entry，替换HashMap中的Node.

5. TreeMap的使用

public class TreeMapTest {
    //向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象
    //因为要按照key进行排序：自然排序 、定制排序
    //自然排序
    @Test
    public void test1(){
        TreeMap map = new TreeMap();
        User u1 = new User("Tom",23);
        User u2 = new User("Jerry",32);
        User u3 = new User("Jack",20);
        User u4 = new User("Rose",18);
        map.put(u1,98);
        map.put(u2,89);
        map.put(u3,76);
        map.put(u4,100);
        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
            Object obj = iterator1.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
        }
    }
    //定制排序
    @Test
    public void test2(){
        TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
                    User u1 = (User)o1;
                    User u2 = (User)o2;
                    return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
                }
                throw new RuntimeException("输入的类型不匹配！");
            }
        });
        User u1 = new User("Tom",23);
        User u2 = new User("Jerry",32);
        User u3 = new User("Jack",20);
        User u4 = new User("Rose",18);
        map.put(u1,98);
        map.put(u2,89);
        map.put(u3,76);
        map.put(u4,100);
        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
            Object obj = iterator1.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
        }
    }
}

6. 使用Properties读取配置文件

//Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
public static void main(String[] args)  {
    FileInputStream fis = null;
    try {
        Properties pros = new Properties();

        fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
        pros.load(fis);//加载流对应的文件

        String name = pros.getProperty("name");
        String password = pros.getProperty("password");

        System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(fis != null){
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }