前几节我们对Collection以及Collection中的List部分进行了分析,Collection中还有个Set,由于Set是基于Map实现的,所以这里我们先分析Map,后面章节再继续学习Set。首先我们看下Map架构图:
![](http://img.blog.csdn.net/20160414111428962?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center&x-oss-process=image/resize,w_1400/format,webp)
从图中可以看出:
1. Map是一个接口,Map中存储的内容是键值对(key-value)。
2. 为了方便,我们抽象出AbstractMap类来让其他类继承,该类实现了Map中的大部分API,其他Map的具体实现就可以通过直接继承AbatractMap类即可。
3. SortedMap也是一个接口,它继承与Map接口。SortedMap中的内容与Map中的区别在于,它是有序的键值对,里面排序的方法是通过比较器(Comparator)实现的。
4. NavigableMap也是一个接口,它继承与SortedMap接口,所以它肯定也是有序的,另外,NavigableMap还有一些导航的方法:如获取“大于或等于某个对象的键值对”等等。
5. 再往下就是具体实现类了,TreeMap继承与AbstractMap,同时实现了NavigableMap接口。因此,TreeMap中的内容是有序键值对。
6. HashMap仅仅是继承了AbstractMap,并没有实现NavigableMap接口。因此,HashMap的内容仅是键值对而已,不保证有序。
7. WeakHashMap也是仅仅继承了AbstractMap,它和HashMap的区别是键类型不同,WeakHashMap的键是弱键。
8. HashTable虽然不是继承与AbstractMap,但是它继承与Dictionary(Dictionary也是键值对的接口),而且也实现了Map接口。因此,HashTable的内容也是键值对,且不保证顺序。但是和HashMap相比,HashTable是线程安全的,而且它支持通过Enumeration去遍历。
本节主要是讨论一下Map的架构,然后对各个接口和抽象类做一些介绍,研究一些源码,至于像TreeMap,HashMap等具体实现类的源码,我们在后续章节详细的研究。
1.Map
Map的定义及其API如下:
- package java.util;
-
- public interface Map<K,V> {
- boolean isEmpty();
- boolean containsKey(Object key);
- boolean containsValue(Object value);
- V get(Object key);
- V put(K key, V value);
- V remove(Object key);
- void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);
- void clear();
- Set<K> keySet();
- Collection<V> values();
- Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();
- interface Entry<K,V> {
- K getKey();
- V getValue();
- V setValue(V value);
- boolean equals(Object o);
- int hashCode();
- }
- boolean equals(Object o);
- int hashCode();
-
- }
由上面的源码可知:
1. Map提供了一些接口分别用于返回键集、值集以及键值映射关系集。
keySet()用于返回键的Set集合;
values()用于返回值的Set集合;
entrySet()用于返回键值集的Set集合,键值信息封装在Entry中。
2. Map还对外提供了“获取键”、“根据键获取值”、“是否包含某个键或值”等等方法。
3. Map.Entry是Map内部的一个接口,Map.Entry是一个键值对,我们要想获取Map中的Map中的键值对,可以通过Map.entrySet()来获取,获取到的是一个装着Map.Entry的集合,然后可以通过这个Entry来实现对键值的操作。
2.AbstractMap
AbstractMap继承了Map,但没有实现entrySet()方法(该方法还是abstract修饰),如果要继承AbstractMap,需要自己实现entrySet()方法。没有真正实现put(K key, V value)方法,这里“没有真正实现”的意思是,该方法在形式上已经实现了,即没有用abstract修饰了,但是方法内部仅仅是抛出个异常,并没有真正实现方法体内容,从下面的源码中可以看到。
- package java.util;
- import java.util.Map.Entry;
-
- public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> {
-
- protected AbstractMap() {
- }
-
-
- public int size() {
- return entrySet().size();
- }
-
-
- public boolean isEmpty() {
- return size() == 0;
- }
-
-
- public boolean containsValue(Object value) {
-
- Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
- if (value==null) {
- while (i.hasNext()) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- if (e.getValue()==null)
- return true;
- }
- } else {
- while (i.hasNext()) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- if (value.equals(e.getValue()))
- return true;
- }
- }
- return false;
- }
-
-
- public boolean containsKey(Object key) {
- Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
- if (key==null) {
- while (i.hasNext()) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- if (e.getKey()==null)
- return true;
- }
- } else {
- while (i.hasNext()) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- if (key.equals(e.getKey()))
- return true;
- }
- }
- return false;
- }
-
-
- public V get(Object key) {
- Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
- if (key==null) {
- while (i.hasNext()) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- if (e.getKey()==null)
- return e.getValue();
- }
- } else {
- while (i.hasNext()) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- if (key.equals(e.getKey()))
- return e.getValue();
- }
- }
- return null;
- }
-
- public V put(K key, V value) {
- throw new UnsupportedOperationException();
- }
-
-
- public V remove(Object key) {
- Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
- Entry<K,V> correctEntry = null;
- if (key==null) {
- while (correctEntry==null && i.hasNext()) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- if (e.getKey()==null)
- correctEntry = e;
- }
- } else {
- while (correctEntry==null && i.hasNext()) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- if (key.equals(e.getKey()))
- correctEntry = e;
- }
- }
-
- V oldValue = null;
- if (correctEntry !=null) {
- oldValue = correctEntry.getValue();
- i.remove();
- }
- return oldValue;
- }
-
-
- public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
- for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
- put(e.getKey(), e.getValue());
- }
-
-
- public void clear() {
- entrySet().clear();
- }
-
-
- transient volatile Set<K> keySet = null;
- transient volatile Collection<V> values = null;
-
-
- public Set<K> keySet() {
- if (keySet == null) {
- keySet = new AbstractSet<K>() {
- public Iterator<K> iterator() {
- return new Iterator<K>() {
- private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
-
- public boolean hasNext() {
- return i.hasNext();
- }
-
- public K next() {
- return i.next().getKey();
- }
-
- public void remove() {
- i.remove();
- }
- };
- }
-
- public int size() {
- return AbstractMap.this.size();
- }
-
- public boolean isEmpty() {
- return AbstractMap.this.isEmpty();
- }
-
- public void clear() {
- AbstractMap.this.clear();
- }
-
- public boolean contains(Object k) {
- return AbstractMap.this.containsKey(k);
- }
- };
- }
- return keySet;
- }
-
-
- public Collection<V> values() {
- if (values == null) {
- values = new AbstractCollection<V>() {
- public Iterator<V> iterator() {
- return new Iterator<V>() {
- private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
-
- public boolean hasNext() {
- return i.hasNext();
- }
-
- public V next() {
- return i.next().getValue();
- }
-
- public void remove() {
- i.remove();
- }
- };
- }
-
- public int size() {
- return AbstractMap.this.size();
- }
-
- public boolean isEmpty() {
- return AbstractMap.this.isEmpty();
- }
-
- public void clear() {
- AbstractMap.this.clear();
- }
-
- public boolean contains(Object v) {
- return AbstractMap.this.containsValue(v);
- }
- };
- }
- return values;
- }
-
- public abstract Set<Entry<K,V>> entrySet();
-
-
- public boolean equals(Object o) {
- if (o == this)
- return true;
-
- if (!(o instanceof Map))
- return false;
- Map<K,V> m = (Map<K,V>) o;
- if (m.size() != size())
- return false;
-
- try {
- Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
- while (i.hasNext()) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- K key = e.getKey();
- V value = e.getValue();
- if (value == null) {
- if (!(m.get(key)==null && m.containsKey(key)))
- return false;
- } else {
- if (!value.equals(m.get(key)))
- return false;
- }
- }
- } catch (ClassCastException unused) {
- return false;
- } catch (NullPointerException unused) {
- return false;
- }
-
- return true;
- }
-
-
- public int hashCode() {
- int h = 0;
- Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
- while (i.hasNext())
- h += i.next().hashCode();
- return h;
- }
-
-
- public String toString() {
- Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
- if (! i.hasNext())
- return "{}";
-
- StringBuilder sb = new StringBuilder();
- sb.append('{');
- for (;;) {
- Entry<K,V> e = i.next();
- K key = e.getKey();
- V value = e.getValue();
- sb.append(key == this ? "(this Map)" : key);
- sb.append('=');
- sb.append(value == this ? "(this Map)" : value);
- if (! i.hasNext())
- return sb.append('}').toString();
- sb.append(',').append(' ');
- }
- }
-
- protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
- AbstractMap<K,V> result = (AbstractMap<K,V>)super.clone();
- result.keySet = null;
- result.values = null;
- return result;
- }
-
- private static boolean eq(Object o1, Object o2) {
- return o1 == null ? o2 == null : o1.equals(o2);
- }
-
-
- public static class SimpleEntry<K,V>
- implements Entry<K,V>, java.io.Serializable
- {
- private static final long serialVersionUID = -8499721149061103585L;
-
- private final K key;
- private V value;
-
- public SimpleEntry(K key, V value) {
- this.key = key;
- this.value = value;
- }
-
- public SimpleEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {
- this.key = entry.getKey();
- this.value = entry.getValue();
- }
-
- public K getKey() {
- return key;
- }
-
- public V getValue() {
- return value;
- }
-
- public V setValue(V value) {
- V oldValue = this.value;
- this.value = value;
- return oldValue;
- }
-
- public boolean equals(Object o) {
- if (!(o instanceof Map.Entry))
- return false;
- Map.Entry e = (Map.Entry)o;
- return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());
- }
-
- public int hashCode() {
- return (key == null ? 0 : key.hashCode()) ^
- (value == null ? 0 : value.hashCode());
- }
-
- public String toString() {
- return key + "=" + value;
- }
-
- }
-
-
- public static class SimpleImmutableEntry<K,V>
- implements Entry<K,V>, java.io.Serializable
- {
- private static final long serialVersionUID = 7138329143949025153L;
-
- private final K key;
- private final V value;
-
- public SimpleImmutableEntry(K key, V value) {
- this.key = key;
- this.value = value;
- }
-
- public SimpleImmutableEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {
- this.key = entry.getKey();
- this.value = entry.getValue();
- }
-
- public K getKey() {
- return key;
- }
-
- public V getValue() {
- return value;
- }
-
- public V setValue(V value) {
- throw new UnsupportedOperationException();
- }
-
- public boolean equals(Object o) {
- if (!(o instanceof Map.Entry))
- return false;
- Map.Entry e = (Map.Entry)o;
- return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());
- }
-
- public int hashCode() {
- return (key == null ? 0 : key.hashCode()) ^
- (value == null ? 0 : value.hashCode());
- }
-
-
- public String toString() {
- return key + "=" + value;
- }
-
- }
-
- }
从源码中可以看出,AbstractMap类提供了Map接口的主要实现,以最大限度地减少了实现此接口所需的工作,但是AbstractMap没有实现entrySet()方法。所以如果我们要实现不可修改的Map时,只需要扩展此类并提供entrySet()方法的实现即可,另外从源码中也可以看出,entrySet()方法返回的Set(即keySet)不支持add()或remove()方法。如果我们要实现可修改的Map,那么就必须另外重写put()方法,否则将抛出UnsupportedOperationException,而且entrySet.iterator()返回的迭代器i也必须实现其remove方法。
不过一般我们不需要自己实现Map,因为已经有Map的实现类了,如HashMap和TreeMap等。
3.SortedMap
SortedMap也是一个接口,继承与Map接口,Sorted表示它是一个有序的键值映射。
SortedMap的排序方式有两种:自然排序和指定比较器排序。插入有序的SortedMap的所有元素都必须实现Comparable接口(或被指定的比较器所接受)。
SortedMap定义的API:
-
- package java.util;
- public interface SortedMap<K,V> extends Map<K,V> {
- Comparator<? super K> comparator();
- SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey);
- SortedMap<K,V> headMap(K toKey);
- SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey);
- K firstKey();
- K lastKey();
- }
4.NavigableMap
NavigableMap继承与SortedMap,先看它的API
- package java.util;
- public interface NavigableMap<K,V> extends SortedMap<K,V> {
- Map.Entry<K,V> lowerEntry(K key);
- K lowerKey(K key);
- Map.Entry<K,V> floorEntry(K key);
- K floorKey(K key);
- Map.Entry<K,V> ceilingEntry(K key);
- K ceilingKey(K key);
- Map.Entry<K,V> higherEntry(K key);
- K higherKey(K key);
- Map.Entry<K,V> lastEntry();
- Map.Entry<K,V> pollLastEntry();
- NavigableMap<K,V> descendingMap();
- NavigableSet<K> navigableKeySet();
- NavigableSet<K> descendingKeySet();
- NavigableMap<K,V> subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,
- K toKey, boolean toInclusive);
- NavigableMap<K,V> headMap(K toKey, boolean inclusive);
- NavigableMap<K,V> tailMap(K fromKey, boolean inclusive);
- SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey);
- SortedMap<K,V> headMap(K toKey);
- SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey);
- }
从API中我们可以看出,NavigableMap除了继承了SortedMap的特性外,还提供了如下功能:
1. 提供了操作键值对的方法:lowerEntry、floorEntry、cellingEntry和higherEntry方法分别返回小于、小于等于、大于等于和大于给定键的键所关联的Map.Entry对象。
2. 提供了操作键的方法:lowerKey、floorKey、cellingKey和higherKey方法分别返回小于、小于等于、大于等于和大于给定键的键。
3. 获取键值对的子集。
5.Dictionary
Dictionary中也包括了操作键值对的基本方法呢,它的定义以及API如下:
- package java.util;
- public abstract
- class Dictionary<K,V> {
- public Dictionary() {
- }
- abstract public int size();
- abstract public boolean isEmpty();
- abstract public Enumeration<K> keys();
- abstract public Enumeration<V> elements();
- abstract public V get(Object key);
- abstract public V put(K key, V value);
- abstract public V remove(Object key);
- }
Map的架构就探讨到这吧,从下一节我们开始探讨Map接口的具体实现类。
转载:http://blog.csdn.net/eson_15/article/details/51150033