Java集合框架(Map篇)

本文涉及的产品
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简介: 在这个示例代码中,首先定义了一个数组和一个集合,并使用Arrays.asList()方法将数组转换成集合。接着对数组和集合分别进行排序,使用binarySearch()方法查找元素位置,使用copyOf()和copy()方法复制数组和集合,最后输出结果。可以看到,Arrays和Collections提供的方法可以方便地对数组和集合进行操作,节省开发者的时间和精力。

一、概述

Map是一种经常用于存储键值对的数据结构,在Java中可以通过java.util.Map接口来定义一个Map对象。Map中的每个元素都包含了一个键和一个值,键和值可以是任意类型的对象。

在Map中,键是唯一的,而值则可以重复。可以使用put()方法向Map中添加元素,使用get()方法通过键来访问值,使用keySet()方法获取Map中所有键的集合,使用values()方法获取Map中所有值的集合。另外,Map还提供了很多其他方法,如containsKey()、containsValue()、remove()等。

常见的Map实现类有HashMap、TreeMap、LinkedHashMap,它们的实现方式不同,适用于不同的场景。HashMap使用哈希函数进行元素的散列存储,可以快速进行插入、删除和查找;TreeMap则使用红黑树进行存储,可以对元素进行有序遍历;而LinkedHashMap则维护了元素的插入顺序,可以按照插入顺序遍历元素。
在这里插入图片描述

二、map集合的特点

Map集合的特点包括:

  1. 键值对存储。Map中存储的元素是以键值对的形式保存的,每个键值对包含一个键对象和一个值对象,可以根据键对象获取对应的值对象。

  2. 键的唯一性。在Map中,每个键对象是唯一的,不能存在相同的键对象,如果向Map中添加一个已经存在的键对象,则会替换掉原有的值对象。

  3. 支持null键和null值。HashMap和Hashtable支持null键和null值,TreeMap和ConcurrentHashMap不允许有null键。

  4. 无序性。HashMap和Hashtable等散列表实现的Map在存储键值对时并不是以顺序方式存储的,因此不能保证元素的顺序。但如果使用LinkedHashMap,则可以按照插入顺序或访问顺序进行遍历。

  5. 高效性。访问和修改Map集合中的元素都非常高效,可以通过哈希表实现,时间复杂度为O(1)。

  6. 可以存储不同类型的键值对。Map集合可以存储任意类型的键和值,如基本数据类型、自定义对象等。

综上所述,Map集合是一种非常实用的数据结构,在Java中广泛应用于各种场景中,如缓存、配置等。

总结:主要的特点就是键值对的形式来存储

1、集合的基本操作

Map集合的基本操作包括:

  1. 添加元素:使用put()方法向Map中添加元素,语法:map.put(key, value),其中key为键对象,value为值对象。

  2. 获取元素:使用get()方法通过键来获取对应的值,语法:map.get(key),其中key为键对象。

  3. 删除元素:使用remove()方法通过键来删除对应的键值对,语法:map.remove(key),其中key为键对象。

  4. 判断是否包含键或值:使用containsKey()、containsValue()方法来判断Map中是否包含指定的键或值,语法:map.containsKey(key)map.containsValue(value),其中key为键对象,value为值对象。

  5. 遍历元素:可以使用keySet()、entrySet()和values()方法来遍历Map中的所有键、值或键值对。

  • keySet()方法返回一个包含所有键的Set集合,可以遍历所有键,语法:map.keySet()
  • entrySet()方法返回一个包含所有键值对的Set集合,可以遍历所有键值对,语法:map.entrySet()
  • values()方法返回一个包含所有值的Collection集合,可以遍历所有值,语法:map.values()

1)添加

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输出结果:
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2)删除元素

删除元素是根据map集合的key来删除的

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输出结果:
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3)修改元素

因为map集合是没有下标的,所以不能根据下标来进行修改,如代码里我所说的,(key)是一样的会被覆盖,利用这个特性我们可以用这种方法进行修改value

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输出的结果:
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4)获取

我们获取值是根据map集合的get()方法中根据key来获取的

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输出结果:

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5)遍历Map

因为map集合不是继承Collection,所以遍历方式和list、set集合不一样
我这里提供了三种的遍历方式:

  1. 获取map集合的键
    在这里插入图片描述
    输出结果:
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  1. 拿到map集合的映射关系
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    输出结果:
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  2. 遍历的只是map集合的值

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输出结果:
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三、扩展

1、统计字符串出现的次数

随机给定一个字符串,把重复的字符串进行统计。 因为键值对的特点:键不可以重复,但是键对应的值可以被覆盖。

实现的步骤:

  1. 把需要统计的字符串获取
  2. 把字符串遍历
  3. 以字符做为map集合的key,在map集合中寻找key对应的值是否存在;
     如果存在,key对应的值+1进行key的覆盖 
     反之,key对应的值默认为1 
    
    1. 遍历map集合
      在这里插入图片描述
      输出结果:
      在这里插入图片描述

      2、泛型的作用

      泛型的作用主要有以下几个方面:
  1. 类型安全。使用泛型可以让代码更加安全,避免因类型不匹配而出现编译错误或运行时异常。在编译时,编译器会对泛型进行类型检查,保证类型的一致性。

  2. 代码复用。使用泛型,可以编写通用的代码,这样可以增强代码的复用性,避免重复编写类似的代码,提高代码的开发效率。

  3. 提高代码清晰度和可维护性。使用泛型可以让代码更加清晰明了,可以方便地理解和维护代码。在使用泛型时,可以明确地指定类型参数,避免代码中出现类型转换等不必要的代码。

  4. 集合的统一化。Java中的集合类都使用了泛型,这使得集合类在使用时更加方便和统一,可以避免类型不匹配的问题,同时也方便了在集合中操作元素的过程中进行类型转换。

综上所述,泛型是Java中非常重要的一项功能,它可以让代码更加安全、清晰、易维护和高效,是Java编程中不可或缺的一部分。

1)示例代码1:

![在这里插入图片描述](https://ucc.alicdn.com/images/user-upload-01/a3c4f21a9d7b4852a550273fd3574865.png)

输出结果:
在这里插入图片描述

如果我用字符串:他就会出现报错

在这里插入图片描述

2)示例代码2:

/**
 * 一个普通类
 * 
 * @author tgq
 *
 * @param <T>
 */
class GenericClass<T> {
   
   
    private T value;

    public GenericClass(T value) {
   
   
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
   
   
        return value;
    }

    public void setValue(T value) {
   
   
        this.value = value;
    }
}

在这个泛型类中,定义了一个值为T类型的成员变量,以及Getter和Setter方法用来访问这个成员变量。通过使用泛型类型,这个类可以接受任何类型的参数,可以在实例化时指定具体的类型。



/**
     * 
     * @author tgq
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
   
   

        GenericClass<Integer> intObj = new GenericClass<>(10);
        System.out.println(intObj.getValue()); // 输出:10
        intObj.setValue(20);
        System.out.println(intObj.getValue()); // 输出:20

        GenericClass<String> strObj = new GenericClass<>("Hello");
        System.out.println(strObj.getValue()); // 输出:Hello
        strObj.setValue("World");
        System.out.println(strObj.getValue()); // 输出:World

}

在这段示例代码中,首先创建了一个类型为Integer的泛型对象intObj,然后使用Getter方法获取它的值,并使用Setter方法将值修改为20。接着创建了一个类型为String的泛型对象strObj,同样使用Getter和Setter方法访问和修改它的值。由于使用了泛型类,可以方便地使用不同类型的对象,避免了使用Object类型的代码中需要进行类型转换的问题。

3、集合工具类

Arrays和Collections都是Java中常用的工具类,它们为数组和集合类提供了一些常用的方法,方便了开发者对这些对象的操作和处理。

1)arrays

Arrays类提供了一些静态方法,用于操作数组,包括排序、查找、复制等。以下是Arrays的一些常用方法:

  1. Arrays.sort()方法:用于对数组进行排序,语法:Arrays.sort(array),其中array为要排序的数组对象。

  2. Arrays.binarySearch()方法:用于在有序数组中查找指定元素的位置,语法:Arrays.binarySearch(array, key),其中array为要查找的数组对象,key为要查找的元素。

  3. Arrays.copyOf()方法:用于复制数组,语法:Arrays.copyOf(original, newLength),其中original为要被复制的原始数组,newLength为新数组的长度。

示例:
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输出结果:
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2)Collections

Collections类提供了一些静态方法,用于操作集合类,包括排序、查找、复制等。以下是Collections的一些常用方法:

  1. Collections.sort()方法:用于对集合进行排序,语法:Collections.sort(list),其中list为要排序的集合对象。

  2. Collections.binarySearch()方法:用于在有序集合中查找指定元素的位置,语法:Collections.binarySearch(list, key),其中list为要查找的集合对象,key为要查找的元素。

  3. Collections.copy()方法:用于复制集合,语法:Collections.copy(dest, src),其中dest为目标集合,src为源集合。

示例:
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输出结果:

【总结】

在这个示例代码中,首先定义了一个数组和一个集合,并使用Arrays.asList()方法将数组转换成集合。接着对数组和集合分别进行排序,使用binarySearch()方法查找元素位置,使用copyOf()和copy()方法复制数组和集合,最后输出结果。可以看到,Arrays和Collections提供的方法可以方便地对数组和集合进行操作,节省开发者的时间和精力。

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