一、概念
Map和Set是一种专门用来进行搜索的数据结构，其搜索的效率与其具体的实例化子类有关。它们分别定义了两种不同的数据结构和特点：
- Map（映射） ：Map是一种键值对（key-value）的集合，每个键值对都是一个元素。
- Set（集合）：Set是一种不允许重复元素（key）的集合。
通过查看Java集合框架图，可以看到，Set 接口有两个实现类：TreeSet 类和 HashSet 类；Map 接口有两个实现类：TreeMap 和 HashMap。
二、Map
Map是一个接口类，没有继承自Collection，该接口类中存储的是<K,V>结构的键值对，并且K一定是唯一的，不能重复。
Map常用方法
| 方法 | 描述 |
| V get(Object key) | 返回键对应的值 |
| V getOrDefault(Object key, V defaultValue) | 返回键对应的值，如果键不存在则返回默认值 |
| V put(K key, V value) | 设置键对应的值 |
| V remove(Object key) | 删除键及其对应的映射关系 |
| int size() | 返回Map中键值对的数量 |
| Set keySet() | 返回所有键的不重复集合 |
| Collection values() | 返回所有值的可重复集合 |
| Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() | 返回所有键-值映射关系的集合 |
| boolean containsKey(Object key) | 判断是否包含指定键 |
| boolean containsValue(Object value) | 判断是否包含指定值 |
在上面的Map方法中，entrySet()方法返回值中出现了一个特殊的类型 Map.Entry<K, V>，它是Map内部实现的用来存放<key, value>键值对映射关系的内部接口，该内部接口中主要提供了key、 value 的获取，以及value的设置等方法：
| 方法 | 描述 |
| K getKey() | 返回 entry 中的键 |
| V getValue() | 返回 entry 中的值 |
| V setValue(V value) | 将键值对中的值替换为指定的值 |
注意：
- Map是一个接口，不能直接实例化对象，如果要实例化对象只能实例化其实现类TreeMap或者HashMap，还有一个LinkedHashMap，LinkedHashMap是在HashMap的基础上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序。
- Map中存放键值对的Key是唯一的，value是可以重复的
- 在TreeMap中插入键值对时，key不能为空，否则就会抛NullPointerException异常，value可以为空。但
是HashMap的key和value都可以为空。 - Map中的Key可以全部分离出来，存储到Set中来进行访问(因为Key不能重复)。
- Map中的value可以全部分离出来，存储在Collection的任何一个子集合中(value可能有重复)。
- Map中键值对的Key不能直接修改，value可以修改，如果要修改key，只能先将该key删除掉，然后再来进行
重新插入。
TreeMap和HashMap的区别
| 属性 | TreeMap | HashMap |
| 底层数据结构 | 红黑树 | 哈希桶 |
| 插入/删除/查找时间复杂度 | O(log N) | O(1) |
| 是否有序 | 关于Key有序 | 无序 |
| 线程安全性 | 不安全 | 不安全 |
| 插入/删除/查找区别 | 需要进行元素比较 | 通过哈希函数计算哈希地址 |
| 比较与覆写 | key必须能够比较，否则会抛出 ClassCastException 异常 |
自定义类型需要覆写 equals 和 hashCode 方法 |
| 应用场景 | 需要Key有序场景下 | Key是否有序不关心，需要更高的时间性能 |
三、Set
在Java集合类中，Set与Map主要的不同有两点：Set是继承自Collection的接口类，Set中只存储了Key。
Set常用方法
| 方法 | 描述 |
| boolean add(E e) | 添加元素，但重复元素不会被添加成功 |
| void clear() | 清空集合 |
| boolean contains(Object o) | 判断 o 是否在集合中 |
| Iterator iterator() | 返回迭代器 |
| boolean remove(Object o) | 删除集合中的 o |
| int size() | 返回 set 中元素的个数 |
| boolean isEmpty() | 检测 set 是否为空，空返回 true，否则返回 false |
| Object[] toArray() | 将 set 中的元素转换为数组返回 |
| boolean containsAll(Collection<?> c) | 集合 c 中的元素是否在 set 中全部存在，是返回 true，否则返回 false |
| boolean addAll(Collection<? extends E> c) | 将集合 c 中的元素添加到 set 中，可以达到去重的效果 |
注意：
- Set是继承自Collection的一个接口类
- Set中只存储了key，并且要求key一定要唯一
- TreeSet的底层是使用Map来实现的，其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的
- Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重
- 实现Set接口的常用类有TreeSet和HashSet，还有一个LinkedHashSet，LinkedHashSet是在HashSet的基础
上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序。 - Set中的Key不能修改，如果要修改，先将原来的删除掉，然后再重新插入
- TreeSet中不能插入null的key，HashSet可以。
TreeSet和HashSet的区别
| Set底层结构 | TreeSet | HashSet |
| 底层结构 | 红黑树 | 哈希桶 |
| 插入/删除/查找时间复杂度 | O(log N) | O(1) |
| 是否有序 | 关于Key有序 | 不一定有序 |
| 线程安全性 | 不安全 | 不安全 |
| 插入/删除/查找区别 | 按照红黑树的特性来进行插入和删除 | 先计算key哈希地址，然后进行插入和删除 |
| 比较与覆写 | key必须能够比较，否则会抛出ClassCastException异常； | 自定义类型需要覆写equals和hashCode方法 |
| 应用场景 | 需要Key有序场景下 | Key是否有序不关心，需要更高的时间性能 |
下期预告
上述提到了HashMap 和 HashSet，它们底层都使用到了哈希表结构，关于 哈希表，我们下一章节介绍！
