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：

        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：

[java]  view plain  copy

 

1. package java.util;  
2.   
3. public interface Map<K,V> {  
4.     boolean isEmpty();  
5.     boolean containsKey(Object key);  
6.     boolean containsValue(Object value);  
7.     V get(Object key);  
8.     V put(K key, V value);  
9.     V remove(Object key);  
10.     void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);  
11.     void clear();  
12.     Set<K> keySet(); //保存key的Set  
13.     Collection<V> values(); //保存value的Collection  
14.     Set<Map.Entry<K, V>> entrySet(); //保存Map.Entry的Set  
15.     interface Entry<K,V> { //Map内部的一个接口，Entry中封装了key和value信息  
16.         K getKey();  
17.         V getValue();  
18.         V setValue(V value);  
19.         boolean equals(Object o);  
20.         int hashCode();  
21.     }  
22.     boolean equals(Object o);  
23.     int hashCode();  
24.   
25. }  

    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。

[java]  view plain  copy

 

1. package java.util;  
2. import java.util.Map.Entry;  
3.   
4. public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> {  
5.     //空构造方法  
6.     protected AbstractMap() {  
7.     }  
8.       
9.     //返回Map中存储多少键值对  
10.     public int size() {  
11.         return entrySet().size();  
12.     }  
13.   
14.     //判断Map是否为空  
15.     public boolean isEmpty() {  
16.         return size() == 0;  
17.     }  
18.       
19.     //判断Map中是否包含值为value的键值对  
20.     public boolean containsValue(Object value) {  
21.     //entrySet()返回一个装有Map.Entry<K,V>的Set，然后获得Set的iterator  
22.         Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();   
23.         if (value==null) { //从这里可以看出Map中允许value==null  
24.             while (i.hasNext()) {  
25.                 Entry<K,V> e = i.next();  
26.                 if (e.getValue()==null)  
27.                     return true;  
28.             }  
29.         } else {  
30.             while (i.hasNext()) {  
31.                 Entry<K,V> e = i.next();  
32.                 if (value.equals(e.getValue()))  
33.                     return true;  
34.             }  
35.         }  
36.         return false;  
37.     }  
38.       
39.     //判断Map中是否含有键为key的键值对  
40.     public boolean containsKey(Object key) {  
41.         Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();  
42.         if (key==null) { //从这里可以看出Map中允许key==null  
43.             while (i.hasNext()) {  
44.                 Entry<K,V> e = i.next();  
45.                 if (e.getKey()==null)  
46.                     return true;  
47.             }  
48.         } else {  
49.             while (i.hasNext()) {  
50.                 Entry<K,V> e = i.next();  
51.                 if (key.equals(e.getKey()))  
52.                     return true;  
53.             }  
54.         }  
55.         return false;  
56.     }  
57.       
58.     //通过key获得对应的value值  
59.     public V get(Object key) {  
60.         Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();  
61.         if (key==null) {   
62.             while (i.hasNext()) {  
63.                 Entry<K,V> e = i.next();  
64.                 if (e.getKey()==null) //从这里可以看出，key=null的必须value=null  
65.                     return e.getValue();  
66.             }  
67.         } else {  
68.             while (i.hasNext()) {  
69.                 Entry<K,V> e = i.next();  
70.                 if (key.equals(e.getKey()))  
71.                     return e.getValue();  
72.             }  
73.         }  
74.         return null;  
75.     }  
76.   
77.     public V put(K key, V value) { //put方法体内部没有具体实现，需要继承后自己实现  
78.         throw new UnsupportedOperationException();  
79.     }  
80.   
81.     //删除指定key的Entry  
82.     public V remove(Object key) {  
83.         Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();  
84.         Entry<K,V> correctEntry = null; //用来保存待删除的Entry  
85.         if (key==null) {  
86.             while (correctEntry==null && i.hasNext()) {  
87.                 Entry<K,V> e = i.next();  
88.                 if (e.getKey()==null)  
89.                     correctEntry = e;  
90.             }  
91.         } else {  
92.             while (correctEntry==null && i.hasNext()) {  
93.                 Entry<K,V> e = i.next();  
94.                 if (key.equals(e.getKey()))  
95.                     correctEntry = e;  
96.             }  
97.         }  
98.   
99.         V oldValue = null; //用来保存待删除Entry的value值  
100.         if (correctEntry !=null) { //correctEntry不为null表示找到了待删除的Entry  
101.             oldValue = correctEntry.getValue();  
102.             i.remove();  
103.         }  
104.         return oldValue;  
105.     }  
106.   
107.     //向Map中添加新的Map m  
108.     public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {  
109.         for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())  
110.             put(e.getKey(), e.getValue()); //调用上面未实现的put方法  
111.     }  
112.   
113.     //清空整个Map  
114.     public void clear() {  
115.         entrySet().clear();  
116.     }  
117.   
118.     //keySet用来保存key的Set，values用来保存value的Collection  
119.     transient volatile Set<K>        keySet = null;  
120.     transient volatile Collection<V> values = null;  
121.   
122.     //获取Map中所有的key，保存到keySet成员变量中返回。keySet是个Set<K>类型  
123.     public Set<K> keySet() {  
124.         if (keySet == null) {  
125.             keySet = new AbstractSet<K>() { //内部类AbstractSet<K>  
126.                 public Iterator<K> iterator() {  
127.                     return new Iterator<K>() {//内部类Iterator<K>  
128.                         private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();  
129.   
130.                         public boolean hasNext() {  
131.                             return i.hasNext();  
132.                         }  
133.   
134.                         public K next() {  
135.                             return i.next().getKey();  
136.                         }  
137.   
138.                         public void remove() {  
139.                             i.remove();  
140.                         }  
141.                     };  
142.                 }  
143.   
144.                 public int size() {  
145.                     return AbstractMap.this.size();  
146.                 }  
147.   
148.                 public boolean isEmpty() {  
149.                     return AbstractMap.this.isEmpty();  
150.                 }  
151.   
152.                 public void clear() {  
153.                     AbstractMap.this.clear();  
154.                 }  
155.   
156.                 public boolean contains(Object k) {  
157.                     return AbstractMap.this.containsKey(k);  
158.                 }  
159.             };  
160.         }  
161.         return keySet;  
162.     }  
163.   
164.     //获取Map中所有的value，保存到values成员变量中返回。values是个Collection<V>类型  
165.     public Collection<V> values() {  
166.         if (values == null) {  
167.             values = new AbstractCollection<V>() {  
168.                 public Iterator<V> iterator() {  
169.                     return new Iterator<V>() {  
170.                         private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();  
171.   
172.                         public boolean hasNext() {  
173.                             return i.hasNext();  
174.                         }  
175.   
176.                         public V next() {  
177.                             return i.next().getValue();  
178.                         }  
179.   
180.                         public void remove() {  
181.                             i.remove();  
182.                         }  
183.                     };  
184.                 }  
185.   
186.                 public int size() {  
187.                     return AbstractMap.this.size();  
188.                 }  
189.   
190.                 public boolean isEmpty() {  
191.                     return AbstractMap.this.isEmpty();  
192.                 }  
193.   
194.                 public void clear() {  
195.                     AbstractMap.this.clear();  
196.                 }  
197.   
198.                 public boolean contains(Object v) {  
199.                     return AbstractMap.this.containsValue(v);  
200.                 }  
201.             };  
202.         }  
203.         return values;  
204.     }  
205.   
206.     public abstract Set<Entry<K,V>> entrySet(); //未实现，还是抽象方法  
207.   
208.     //Map中的equals方法，从源码中可以看出，比较的是value的值，所有value值都相等才返回true  
209.     public boolean equals(Object o) {  
210.         if (o == this) //如果对象都一样，必然返回true  
211.             return true;  
212.   
213.         if (!(o instanceof Map)) //传进来的对象若不是Map类型肯定false  
214.             return false;  
215.         Map<K,V> m = (Map<K,V>) o;   
216.         if (m.size() != size()) //两个对象的size不同肯定false  
217.             return false;  
218.   
219.         try { //好了，上面的条件都满足了，下面就挨个比较value值了  
220.             Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();  
221.             while (i.hasNext()) {  
222.                 Entry<K,V> e = i.next();  
223.                 K key = e.getKey();  
224.                 V value = e.getValue();  
225.                 if (value == null) {  
226.                     if (!(m.get(key)==null && m.containsKey(key)))  
227.                         return false;  
228.                 } else {  
229.                     if (!value.equals(m.get(key)))  
230.                         return false;  
231.                 }  
232.             }  
233.         } catch (ClassCastException unused) {  
234.             return false;  
235.         } catch (NullPointerException unused) {  
236.             return false;  
237.         }  
238.   
239.         return true;  
240.     }  
241.   
242.     //hashCode  
243.     public int hashCode() {  
244.         int h = 0;  
245.         Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();  
246.         while (i.hasNext())  
247.             h += i.next().hashCode(); //调用Entry中的hashCode()方法  
248.         return h;  
249.     }  
250.   
251.     //实现toString方法：{key=value}形式输出  
252.     public String toString() {  
253.         Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();  
254.         if (! i.hasNext())  
255.             return "{}";  
256.   
257.         StringBuilder sb = new StringBuilder(); //使用StringBuilder  
258.         sb.append('{');  
259.         for (;;) {  
260.             Entry<K,V> e = i.next();  
261.             K key = e.getKey();  
262.             V value = e.getValue();  
263.             sb.append(key   == this ? "(this Map)" : key);  
264.             sb.append('=');  
265.             sb.append(value == this ? "(this Map)" : value);  
266.             if (! i.hasNext())  
267.                 return sb.append('}').toString();  
268.             sb.append(',').append(' ');  
269.         }  
270.     }  
271.   
272.     protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
273.         AbstractMap<K,V> result = (AbstractMap<K,V>)super.clone();  
274.         result.keySet = null;  
275.         result.values = null;  
276.         return result;  
277.     }  
278.   
279.     private static boolean eq(Object o1, Object o2) {  
280.         return o1 == null ? o2 == null : o1.equals(o2);  
281.     }  
282.   
283.     //SimpleEntry实现了Map类中的Entry接口，另外也实现了Serializable接口，可序列化  
284.     public static class SimpleEntry<K,V>  
285.         implements Entry<K,V>, java.io.Serializable  
286.     {  
287.         private static final long serialVersionUID = -8499721149061103585L;  
288.   
289.         private final K key;  
290.         private V value;  
291.   
292.         public SimpleEntry(K key, V value) {  
293.             this.key   = key;  
294.             this.value = value;  
295.         }  
296.   
297.         public SimpleEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {  
298.             this.key   = entry.getKey();  
299.             this.value = entry.getValue();  
300.         }  
301.   
302.         public K getKey() {  
303.             return key;  
304.         }  
305.   
306.         public V getValue() {  
307.             return value;  
308.         }  
309.   
310.         public V setValue(V value) {  
311.             V oldValue = this.value;  
312.             this.value = value;  
313.             return oldValue;  
314.         }  
315.   
316.         public boolean equals(Object o) {  
317.             if (!(o instanceof Map.Entry))  
318.                 return false;  
319.             Map.Entry e = (Map.Entry)o;  
320.             return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());  
321.         }  
322.   
323.         public int hashCode() {  
324.             return (key   == null ? 0 :   key.hashCode()) ^  
325.                    (value == null ? 0 : value.hashCode());  
326.         }  
327.   
328.         public String toString() {  
329.             return key + "=" + value;  
330.         }  
331.   
332.     }  
333.   
334.     //SimpleImmutableEntry实现了Map类中的Entry接口，另外也实现了Serializable接口，可序列化  
335.     public static class SimpleImmutableEntry<K,V>  
336.         implements Entry<K,V>, java.io.Serializable  
337.     {  
338.         private static final long serialVersionUID = 7138329143949025153L;  
339.   
340.         private final K key;  
341.         private final V value;  
342.   
343.         public SimpleImmutableEntry(K key, V value) {  
344.             this.key   = key;  
345.             this.value = value;  
346.         }  
347.   
348.         public SimpleImmutableEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {  
349.             this.key   = entry.getKey();  
350.             this.value = entry.getValue();  
351.         }  
352.   
353.         public K getKey() {  
354.             return key;  
355.         }  
356.   
357.         public V getValue() {  
358.             return value;  
359.         }  
360.   
361.         public V setValue(V value) {  
362.             throw new UnsupportedOperationException();  
363.         }  
364.   
365.         public boolean equals(Object o) {  
366.             if (!(o instanceof Map.Entry))  
367.                 return false;  
368.             Map.Entry e = (Map.Entry)o;  
369.             return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());  
370.         }  
371.   
372.         public int hashCode() {  
373.             return (key   == null ? 0 :   key.hashCode()) ^  
374.                    (value == null ? 0 : value.hashCode());  
375.         }  
376.           
377.     //重写了toString方法，返回key=value形式  
378.         public String toString() {  
379.             return key + "=" + value;  
380.         }  
381.   
382.     }  
383.   
384. }  

        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：

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1. //继承与Map的API不再赘写  
2. package java.util;  
3. public interface SortedMap<K,V> extends Map<K,V> {  
4.     Comparator<? super K> comparator(); //返回比较器对象  
5.     SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey); //返回指定key范围内的Map  
6.     SortedMap<K,V> headMap(K toKey); //返回小于指定key的部分集合  
7.     SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey); //返回大于等于指定key的部分集合  
8.     K firstKey(); //返回第一个元素的key  
9.     K lastKey();  //返回最后一个元素的key  
10. }  

4.NavigableMap

    NavigableMap继承与SortedMap，先看它的API

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1. package java.util;  
2. public interface NavigableMap<K,V> extends SortedMap<K,V> {  
3.     Map.Entry<K,V> lowerEntry(K key);   
4.     K lowerKey(K key);  
5.     Map.Entry<K,V> floorEntry(K key);  
6.     K floorKey(K key);  
7.     Map.Entry<K,V> ceilingEntry(K key);  
8.     K ceilingKey(K key);  
9.     Map.Entry<K,V> higherEntry(K key);  
10.     K higherKey(K key);  
11.     Map.Entry<K,V> lastEntry();  
12.     Map.Entry<K,V> pollLastEntry();  
13.     NavigableMap<K,V> descendingMap();  
14.     NavigableSet<K> navigableKeySet();  
15.     NavigableSet<K> descendingKeySet();  
16.     NavigableMap<K,V> subMap(K fromKey, boolean fromInclusive,  
17.                              K toKey,   boolean toInclusive);  
18.     NavigableMap<K,V> headMap(K toKey, boolean inclusive);  
19.     NavigableMap<K,V> tailMap(K fromKey, boolean inclusive);  
20.     SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey);  
21.     SortedMap<K,V> headMap(K toKey);  
22.     SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey);  
23. }  

        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：

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1. package java.util;  
2. public abstract  
3. class Dictionary<K,V> {  
4.     public Dictionary() {  
5.     }  
6.     abstract public int size();  
7.     abstract public boolean isEmpty();  
8.     abstract public Enumeration<K> keys();  
9.     abstract public Enumeration<V> elements();  
10.     abstract public V get(Object key);  
11.     abstract public V put(K key, V value);  
12.     abstract public V remove(Object key);  
13. }  

        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