网站设计尺寸1920,万网域名注册登录,下载软件的网站推荐,电商网站建设制作《从0到1常用Map集合核心摘要不深不浅底层核心》 前置知识
什么是键值对
键值对是一种数据结构#xff0c;键是唯一标识#xff0c;值是对应数据#xff0c;用来快速查找信息。例#xff1a;
{name: Alice}#xff0c;键是name#xff0c;…《从0到1常用Map集合核心摘要不深不浅底层核心》 前置知识
什么是键值对
键值对是一种数据结构键是唯一标识值是对应数据用来快速查找信息。例
{name: Alice}键是name值是Alice。
这听起来有些抽象, 为什么不能值就是数据呢? 还要多一个键
实际上, 键可能只是一个用于 ‘描述/标识’ 值的信息, 它的值可能是一个对象, 或一 个数组, 甚至更多复杂的东西,
但是无论有多复杂, 都可以通过一个 键 找到 而你的键, 可能连 5 个字母都没有
补充并且直接存储值时每个值的含义会很模糊。键则提供信息比如 name: Alice 更直观而不是单独存 Alice。
map 集合是干嘛用的?
map集合就是用来存储一组或多组键值对的, 为了方便我们使用键值对, 其中封装了很多 方法, 供我们操作键值对
所有Map集合的接口 “Map”
一个接口, 其中包含的所有实现类都是 同一套数据结构(键值对)
介绍 Map 集合是一种双列集合, 每个元素包含两个数据, 一个是键一个是值 特点 键唯一 每个键唯一, 值可重复易查 通过键定位值, 提高访问效率及便利性灵活 通过泛型可存储各类数据, 无论是键或值 每个元素的格式 key value : 键值对 key (键) : 非重 value (值) : 可重 关联性 : 键绑值, 哪怕不同键同值, 地址也不一样 一键多值 : 结合使用双列集合和单列集合, 来完成一键多值 键值对 一个整体, 在 JAVA 中使用 Entry 对象来表示 使用场景 : 购物车 - 选择商品 - 结算 … *每个店铺对应一个商品, 有时候一个有时候多个, 每个商品使用一个商品封装成一个对象来进行维护, 多个商品应当使用多个商品对象的单列集合装起来, 这样一个结算订单就有了多个商品*总结 : 遇到键对值 (一个对多个), 就使用双列集合
常用公共方法、实现关系
V put(K key,V value) : // 添加键值对, 返回被覆盖的值 (没有覆盖则null)
V remove(Object key) : // 根据键删除键值对, 返回被删除的键对应的值boolean containsKey(Object key) : //判断集合指定键, 返回是或否
boolean containsValue(Object value) : //判断集合指定值, 返回是或否void Clear() : // 清空所有的键值对
boolean isEmpty() : //判断集合是否为空
int size() : //集合的长度 (键值对个数)常用双列集合 TreeMap (红黑树) HashMap (哈希表) LinkedHashMap (哈希表 双向链表) 使用介绍
HashMap 的底层逻辑
put 方法 : 双列集合中的添加 put 方法执行中, 键和值会封装为一个 Entry(键值对) 对象但实际在计算应存入索引时, 是拿着键进行计算的, 和值没有关系 (先调用对象计算原始哈希值, 再使用原始哈希值做一次哈希扰动, 然后再使用扰动过的哈希值做一次异或操作进行二次哈希, 最后再取余底层数组长度(16))…
方法演示
添加 : put(K key, V value)
/* Map是接口, 接口不能直接用, 所以通过多态一个子类或实现类 */
MapString, String map new HashMap(); // 对HashMap 进行操作
map.put(张三,北京); //put: 添加一个键值对 一是键二是值
map.put(李四,北京); // 键重复时警告, 右边重复则没事, 说明键的不可重, 值的可重
map.put(王五,北京);// 北京 - 仅一个
// 张三, 李四, 王五 - 对应多个
System.out.println(map);// 打印成乱序, 是因为底层是哈希表// **put方法的返回值 被替换掉的旧值
String str map.put(lala, 北京);
String str2 map.put(lala, 喵);
System.out.println(str);
// 返回被覆盖掉的旧值, 没有重复就直接存
System.out.println(str2);
// -- 该返回值一般不接收 --put方法的细节 (修改)( 条件 : 如果出现重键, 保留新键替换旧键 ) 删除 : remove(Object key)
/* Remove 根据键删除 */
MapString,String map new HashMap();
map.put(张三,南宁);
map.put(李四,上海);
map.put(王五,南宁);
System.out.println(map);map.remove(张三);
System.out.println(map);//返回值
String accept map.remove(王五);
System.out.println(accept); // 返回为被删除键对应的值 - 南宁清空, 非空, 大小, 内容clear()、IsEmpty()、Size()、2个Contain() 一个比键一个比值
MapString,String map new HashMap();
map.put(牛,马);
map.put(羊,马);
map.put(猪,马);
map.put(屎,马);System.out.println(map);
/* 判断是否存在指定数据 */
System.out.println(map.containsKey(牛)); - true
System.out.println(map.containsValue(王)); - false
System.out.println(-------------------------------------------);/* 清空,判断内容是否存在,判断非空 */
map.clear();
System.out.println(map); - []
System.out.println(map.isEmpty()); - true
System.out.println(map.size()); - 0泛型为自定义类时
// HashMap : 虽然说是键唯一, 但是底层依赖于哈希算法和内容比较
// 所以自定义类依然要重写 两个哈希方法
HashMapPerson,String hm new HashMap();
hm.put(new Person(张三,24),上海);
hm.put(new Person(李四,23),广东南宁);
hm.put(new Person(李四,23),上海哈尔滨);
hm.put(new Person(王五,21),上海);
hm.put(new Person(牛六,22),上海);
System.out.println(hm);
// 没有重写两个哈希方法就会导致没有去重System.out.println(hm);
//HashMap底层也是哈希表结构,自定义类不重写 hashCode和equal 就无法去重, 而我们经常用的Bean类就重写过 这两个方法排序 : 使用TreeMap集合
//TreeMap : 键排序
TreeMapPerson,String hm new TreeMap();
hm.put(new Person(张三,24),上海);
hm.put(new Person(李四,23),广东南宁);
hm.put(new Person(李四,23),上海哈尔滨);
hm.put(new Person(王五,21),上海);
hm.put(new Person(牛六,22),上海);
System.out.println(hm);
//类型转换异常, 不能转换为 Java.lang.Comparable,
//如果键是自定义类如 Person没有实现 Comparable 接口就无法比较两个键导致报错
// ClassCastException: Person cannot be cast to java.lang.Comparable。//总结 : 键排序 (实现Comparable接口, 重写comparable方法)注意事项 : ** TreeMap 之所以可以在 HashCode 存储无序特性下进行排序, 实际上是因为他实现了Comparable 自然排序接口, 使用了 CompareTo 方法, 所以当我们使用 TreeMap 并指定泛型为自定义类时, 就需要重写 compareTo 方法**, 并且自定义类下要重写 hashCode() 和 equals(), 确保键的唯一性 LinkedHashMap 和 HashMap ↑一样的操作
// LinkedHashMap : 键唯一, 且可以保证存取顺序
LinkedHashMapPerson,String hm new LinkedHashMap();
hm.put(new Person(张三,23),上海);
hm.put(new Person(李四,25),南宁);
hm.put(new Person(王五,29),此时);
System.out.println(hm);下面统一讲
Map 集合中的三种遍历方式 摘要 通过键找值 V get(Object key) 根据键查找对应的值 Set keySet() 获取 Map 集合中所有的值 – 配合使用 : 通过 Set 拿到每一个键, 再通过get 拿到每一个值 – 通过键值对对象获取键和值 通过forEach遍历 遍历方式演示 第一种遍历 (keySet,get) | 第一种方式: 结合两种方法 |
//V get(Object key) : 根据键找对应的值
//SetK keSet() : 获取 Map 集合中所有的键HashMapString,String hs new HashMap();
hs.put(张三,北京);
hs.put(李四,上海);
hs.put(王五,牛牛);// 获取到所有的键
SetString set hs.keySet();
System.out.println(hs);//遍历的set集合
for(String key:set){ // 获取泛型为String类型的键//调用get方法String content hs.get(key);//根据键拿对应的值System.out.println(键: key 值: content);
}第二种遍历 (封装为Entry) // 第二种
// 通过键值对对象获取键和值 Map.Entry(内部类)
// 遍历要使用到的方法名 :
// getKey() : 获取键
// getValue() : 获取值
// SetMap.EntryK,V entrySet() : 获取集合中所有的键值对对象 (接收getKey和getValue)
// 配合使用, 获取键, 获取值, 根据键和值获取对象HashMapString,String hs new HashMap();
hs.put(张三,北京);
hs.put(李四,上海);
hs.put(王五,牛牛);// 1. 获取所有的键值对对象
SetMap.EntryString,String entrySet hs.entrySet();
// 格式剖析 : Set接口指定泛型, Map 中的内部类 Entry 也要指定泛型,键和值都是String 没了// 2. 遍历set集合获取每一个键值对对象
for(Map.EntryString,String keyV : entrySet){// 3. 通过键值对对象, 获取键和值System.out.println(keyV.getKey() | keyV.getValue());
}/*总结 :1.调用 entrySet方法获取所有的键值对对象 (得到的是Set集合)2.遍历 Set 集合, 获取每一个键值对对象3. 通过键值对对象的 getKey() getValue() 获取键和值*/第三种遍历方式 (forEach) // Map 集合中的三种遍历方式
// 通过foreach 方法便利
/* default void forEach(BiConsumer? super K,? super V action)-- 遍历 Map 集合 ,获取键和值
*/
HashMapString,String hs new HashMap();
hs.put(张三,北京);
hs.put(李四,上海);
hs.put(王五,牛牛);/* 一个函数式接口 */
hs.forEach(new BiConsumerString, String() {Overridepublic void accept(String s1, String s2) {System.out.println(s1 | s2);}
});Map 集合练习
/*Map 集合练习 (单列集合结合双列集合)定义一个Map集合, 键用表示身份名称, 值表示市添加完毕后, 遍历结果:格式如下:江苏省 南京市, 扬州市, 苏州市, 无锡市, 常州市湖北省 武汉市, 孝感市, 十堰市, 宜昌市, 鄂州市四川省 成都市, 绵阳市, 自贡市, 攀枝花市, 泸州市*/
| 思路 : 单列集合做值, 双列集合做键 |ArrayListString list new ArrayList();
HashMapString,ArrayListString map new HashMap();
Collections.addAll(list,南京市,扬州市,苏州市,无锡市,常州市);| 结合 |
map.put(江苏省,list);ArrayListString list2 new ArrayList();
Collections.addAll(list2,武汉市,孝感市,十堰市,宜昌市,鄂州市);
map.put(湖北省,list2);ArrayListString list3 new ArrayList();
Collections.addAll(list3,成都市,绵阳市,自贡市,攀枝花市,泸州市);
map.put(四川省,list3);map.forEach((k, v) - System.out.println(k v));
// 第二种遍历方式回温
System.out.println(-----------------------------------);| 封装为键值对对象 |
SetMap.EntryString, ArrayListString entries map.entrySet();| 遍历 |
for (Map.EntryString, ArrayListString entry : entries) {System.out.println(entry.getKey() entry.getValue());
}有意思的底层
以下是对 Map 接口详解的进一步拓展包含数据结构、底层实现和内存优化等方面的深入分析。 Map 的底层数据结构
HashMap 的底层结构 数组 链表 红黑树 HashMap 的底层是一个数组哈希桶每个桶存储一个链表或红黑树。当发生哈希冲突即多个键映射到相同的桶时HashMap 会将这些键值对组织成一个链表存储。如果链表长度超过一定阈值默认 8链表会被转换为红黑树提升查找效率。如果桶内元素数量小于阈值默认 6红黑树会退化为链表。 哈希计算逻辑 键的哈希值由 hashCode 方法计算通过扰动函数进一步优化使其分布更均匀。通过 (n - 1) hash 确定哈希桶的索引n 是数组长度。这种位运算比取模操作更高效。 动态扩容 当 HashMap 的元素数量超过数组容量的 75%默认负载因子 0.75数组会扩容为原大小的两倍并重新计算所有键的哈希位置。
TreeMap 的底层结构 红黑树 TreeMap 基于红黑树实现是一种自平衡二叉搜索树。插入键时TreeMap 会根据键的自然顺序或自定义比较规则排列节点。查找、插入和删除的时间复杂度为 O(log n)。 排序功能 键需实现 Comparable 接口或在 TreeMap 构造时传入一个自定义 Comparator。
3. LinkedHashMap 的底层结构 哈希表 双向链表 LinkedHashMap 是 HashMap 的子类保留了键值对插入的顺序。 通过双向链表维护插入顺序或访问顺序可配置。 适用于需要有序遍历的场景如缓存实现。
Map 的性能优化
1. 选择合适的实现类
如果不关心顺序优先使用 HashMap其增删改查操作最为高效均摊复杂度为 O(1)。如果需要按插入顺序或访问顺序遍历键值对选择 LinkedHashMap。如果需要键自动排序选择 TreeMap。
总结与比较
Map 实现类底层数据结构特点适用场景HashMap数组 链表/红黑树高效、无序快速查找键值无序的场景。TreeMap红黑树自动排序需要按键排序的场景。LinkedHashMap哈希表 双向链表插入/访问顺序一致缓存、按插入顺序遍历。
