Java集合(7)--Map接口的实现类HashMap、LinkHashMap、TreeMap和Properties

简介: Java集合(7)--Map接口的实现类HashMap、LinkHashMap、TreeMap和Properties

文章目录


HashMap类

LinkedHashMap类

TreeMap类

Hashtable类

Properties类


HashMap类


1、HashMap类概述


HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类,允许使用null键和null值,与HashSet一样,不保证映射的顺序。


所有的key构成的集合是Set:无序的、不可重复的。所以,key所在的类要重写

equals()和hashCode()。

所有的value构成的集合是Collection:无序的、可重复的。所以,value所在的类

要重写equals()。


一个key-value构成一个entry,所有的entry构成的集合是Set:无序的、不可重复的。


HashMap判断两个 key 相等的标准:两个 key 通过 equals() 方法返回 true,

hashCode() 值也相等。

HashMap判断两个 value 相等的标准:两个 value 通过 equals() 方法返回 true。


2、HashMap的存储结构(底层实现原理)


HashMap map = new HashMap()


(以JDK1.7说明)

在实例化以后,底层就创建了长度为16的一维数组Entry[] table。


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)),则继续比较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)

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,默认的扩容方式:扩容为原来容量的2倍,并将原有的数据复制过来。


JDK1.8相较于JDK1.7在底层实现方面的不同:

①new HashMap(),底层还没有创建一个长度为16的数组

②JDK1.8底层的数组是: Node[],而非Entry[]

③首次调用put()方法时,底层才创建长度为16的数组Node[]

④形成链表结构时,新添加的key-value对在链表的尾部(七上八下)

⑤JDK1.7底层结构只有“数组+链表”,JDK1.8中底层结构为“数组+链表+红黑树”。

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有数据改为使用红黑树存储。


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3、HashMap源码中的重要常量


DEFAULT_INITIAL_CAPACITY: HashMap的默认容量,16

MAXIMUM_CAPACITY: HashMap的最大支持容量,2^30

DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子,0.75

TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值8,转化为红黑树

UNTREEIFY_THRESHOLD:Bucket中红黑树存储的Node小于该默认值6,转化为链表

MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量。(当桶中Node的数量大到需要变红黑树时,若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY时,此时应执行resize扩容操作这个MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4倍为64。)

table:存储元素的数组,总是2的n次幂

entrySet:存储具体元素的集

size:HashMap中存储的键值对的数量

modCount:HashMap扩容和结构改变的次数。

threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子

loadFactor:填充因子


LinkedHashMap类


LinkedHashMap 是 HashMap 的子类


在HashMap存储结构的基础上,使用了一对双向链表来记录添加元素的顺序


与LinkedHashSet类似,LinkedHashMap 可以维护 Map 的迭代顺序:迭代顺序与 Key-Value 对的插入顺序一致


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TreeMap类


1、TreeMap类概述


TreeMap存储 Key-Value 对时,需要根据 key 进行排序。TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 处于有序状态。


TreeSet底层使用红黑树结构存储数据。


TreeMap 的 Key 的排序:

①自然排序:TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口,而且所有

的 Key 应该是同一个类的对象,否则将会抛出 ClasssCastException。

②定制排序:创建 TreeMap 时,传入一个 Comparator 对象,该对象负责对

TreeMap 中的所有 key 进行排序,此时不需要 Map的Key实现Comparable接口。


TreeMap判断两个key相等的标准:两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。


2、自然排序


import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;
/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-09-22-22:59
 * @Description:
 */
class user implements Comparable{
    String name;
    int age;
    public user(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "user{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof user){
            user other = (user) o;
            Integer nameResult = this.name.compareTo(other.name);
            if (nameResult == 0){
                return Integer.compare(this.age,other.age);
            }else return nameResult;
        }else throw new RuntimeException("类型不匹配");
    }
}
public class TreeMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new TreeMap();
        map.put(new user("Tom",22),1);
        map.put(new user("Jim",18),2);
        map.put(new user("Marry",20),3);
        map.put(new user("Lily",16),4);
        map.put(new user("Tom",18),5);
        Set set = map.entrySet();
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}


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3、定制排序


import java.util.*;
/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-09-22-22:59
 * @Description:
 */
class user {
    String name;
    int age;
    public user(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "user{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class TreeMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Comparator comparator = new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if (o1 instanceof user && o2 instanceof user) {
                    user user1 = (user) o1;
                    user user2 = (user) o2;
                    Integer nameResult = user1.name.compareTo(user2.name);
                    if (nameResult == 0) return Integer.compare(user1.age, user2.age);
                    else return nameResult;
                } else throw new RuntimeException("类型不匹配");
            }
        };
        Map map = new TreeMap(comparator);
        map.put(new user("Tom",22),1);
        map.put(new user("Jim",18),2);
        map.put(new user("Marry",20),3);
        map.put(new user("Lily",16),4);
        map.put(new user("Tom",18),5);
        Set set = map.entrySet();
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}


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Hashtable类


Hashtable是个古老的 Map 实现类,JDK1.0就提供了。不同于HashMap,

Hashtable是线程安全的。


Hashtable实现原理和HashMap相同,功能相同。底层都使用哈希表结构,查询

速度快,很多情况下可以互用。


与HashMap不同,Hashtable 不允许使用 null 作为 key 和 value。

与HashMap一样,Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序。


Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准,与HashMap一致。


Properties类


Properties 类是 Hashtable 的子类,该对象用于处理属性文件,由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型,所以 Properties 里的 key 和 value 都是字符串类型


存取数据时,建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法


Properties pros = new Properties();
pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));
String user = pros.getProperty("user");
System.out.println(user);



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