注意:这里讲的是JDK8的Map接口特点
1)Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value。
Map 中的key 和 value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象中。（Node是HashMap中的一个静态内部类）。
Map 中的key 不允许重复，原因和HashSet一样，前面分析过源码.如果key值相同，会将value替换掉。
Map中的value可以重复。
Map 的key可以为null, value 也可以为null，注意key 为null,只能有一个，value为null ,可以多个。
6)常用String类作为Map的key。
key 和 value之间存在单向一对一关系，即通过指定的key总能找到对应的value。
Map存放数据的key-value示意图,一对k-v是放在一个HashMap$Node中的，又因为Node实现了Entry 接口，有些书上也说一对k-v就是一个Entry(如图)[代码演示]
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Map_ {
public static void main(String[] args) {
//老韩解读Map 接口实现类的特点, 使用实现类HashMap
//1. Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value(双列元素)
//2. Map 中的 key 和 value 可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node 对象中
//3. Map 中的 key 不允许重复，原因和HashSet 一样，前面分析过源码.
//4. Map 中的 value 可以重复
//5. Map 的key 可以为 null, value 也可以为null ，注意 key 为null,
// 只能有一个，value 为null ,可以多个
//6. 常用String类作为Map的 key
//7. key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到对应的 value
Map map = new HashMap();
map.put("no1", "韩顺平");//k-v
map.put("no2", "张无忌");//k-v
map.put("no1", "张三丰");//当有相同的k , 就等价于替换.
map.put("no3", "张三丰");//k-v
map.put(null, null); //k-v
map.put(null, "abc"); //等价替换
map.put("no4", null); //k-v
map.put("no5", null); //k-v
map.put(1, "赵敏");//k-v
map.put(new Object(), "金毛狮王");//k-v
// 通过get 方法，传入 key ,会返回对应的value
System.out.println(map.get("no2"));//张无忌
System.out.println("map=" + map);
}
}
一对k-v是放在一个HashMap$Node中的，又因为Node实现了Entry 接口，有些书上也说一对k-v就是一个Entry
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class MapSource_ {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put("no1", "韩顺平");//k-v
map.put("no2", "张无忌");//k-v
map.put(new Car(), new Person());//k-v
//老韩解读
//1. k-v 最后是 HashMap$Node node = newNode(hash, key, value, null)
//2. k-v 为了方便程序员的遍历，还会 创建 EntrySet 集合 ，该集合存放的元素的类型 Entry, 而一个Entry
// 对象就有k,v EntrySet<Entry<K,V>> 即： transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet;
//3. entrySet 中， 定义的类型是 Map.Entry ，但是实际上存放的还是 HashMap$Node
// 这时因为 static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V>
//4. 当把 HashMap$Node 对象 存放到 entrySet 就方便我们的遍历, 因为 Map.Entry 提供了重要方法
// K getKey(); V getValue();
Set set = map.entrySet();
System.out.println(set.getClass());// HashMap$EntrySet
for (Object obj : set) {
//System.out.println(obj.getClass()); //HashMap$Node
//为了从 HashMap$Node 取出k-v
//1. 先做一个向下转型
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "-" + entry.getValue() );
}
Set set1 = map.keySet();
System.out.println(set1.getClass());
Collection values = map.values();
System.out.println(values.getClass());
}
}
class Car {
}
class Person{
}
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class MapMethod {
public static void main(String[] args) {
//演示map接口常用方法
Map map = new HashMap();
map.put("邓超", new Book("", 100));//OK
map.put("邓超", "孙俪");//替换-> 一会分析源码
map.put("王宝强", "马蓉");//OK
map.put("宋喆", "马蓉");//OK
map.put("刘令博", null);//OK
map.put(null, "刘亦菲");//OK
map.put("鹿晗", "关晓彤");//OK
map.put("hsp", "hsp的老婆");
System.out.println("map=" + map);
// remove:根据键删除映射关系
map.remove(null);
System.out.println("map=" + map);
// get：根据键获取值
Object val = map.get("鹿晗");
System.out.println("val=" + val);
// size:获取元素个数
System.out.println("k-v=" + map.size());
// isEmpty:判断个数是否为0
System.out.println(map.isEmpty());//F
// clear:清除k-v
//map.clear();
System.out.println("map=" + map);
// containsKey:查找键是否存在
System.out.println("结果=" + map.containsKey("hsp"));//T
}
}
class Book {
private String name;
private int num;
public Book(String name, int num) {
this.name = name;
this.num = num;
}
}
Map遍历的示意图(List，和Set复杂点,但是基本原理一样)
1)containsKey:查找键是否存在
3)entrySet:获取所有关系k-v:Set entrySet = map.entrySet();
4)values:获取所有的值:Collection values = map.values();
import java.util.*;
public class MapFor {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put("邓超", "孙俪");
map.put("王宝强", "马蓉");
map.put("宋喆", "马蓉");
map.put("刘令博", null);
map.put(null, "刘亦菲");
map.put("鹿晗", "关晓彤");
//第一组: 先取出 所有的Key , 通过Key 取出对应的Value
Set keyset = map.keySet();
//(1) 增强for
System.out.println("-----第一种方式-------");
for (Object key : keyset) {
System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}
//(2) 迭代器
System.out.println("----第二种方式--------");
Iterator iterator = keyset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object key = iterator.next();
System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}
//第二组: 把所有的values取出
Collection values = map.values();
//这里可以使用所有的Collections使用的遍历方法
//(1) 增强for
System.out.println("---取出所有的value 增强for----");
for (Object value : values) {
System.out.println(value);
}
//(2) 迭代器
System.out.println("---取出所有的value 迭代器----");
Iterator iterator2 = values.iterator();
while (iterator2.hasNext()) {
Object value = iterator2.next();
System.out.println(value);
}
//第三组: 通过EntrySet 来获取 k-v
Set entrySet = map.entrySet();// EntrySet<Map.Entry<K,V>>
//(1) 增强for
System.out.println("----使用EntrySet 的 for增强(第3种)----");
for (Object entry : entrySet) {
//将entry 转成 Map.Entry
Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}
//(2) 迭代器
System.out.println("----使用EntrySet 的 迭代器(第4种)----");
Iterator iterator3 = entrySet.iterator();
while (iterator3.hasNext()) {
Object entry = iterator3.next();
//System.out.println(next.getClass());//HashMap$Node -实现-> Map.Entry (getKey,getValue)
//向下转型 Map.Entry
Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}
}
}
使用HashMap添加3个员工对象，要求：
键：员工id
值：员工对象
并遍历显示工资>18000的员工（遍历方式最少两种）
员工类：姓名、工资、员工id
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class MapExercise {
public static void main(String[] args) {
//完成代码
Map hashMap = new HashMap();
//添加对象
hashMap.put(1, new Emp("jack", 300000, 1));
hashMap.put(2, new Emp("tom", 21000, 2));
hashMap.put(3, new Emp("milan", 12000, 3));
//遍历2种方式
//并遍历显示工资>18000的员工(遍历方式最少两种)
//1. 使用keySet -> 增强for
Set keySet = hashMap.keySet();
System.out.println("====第一种遍历方式====");
for (Object key : keySet) {
//先获取value
Emp emp = (Emp) hashMap.get(key);
if(emp.getSal() >18000) {
System.out.println(emp);
}
}
//2. 使用EntrySet -> 迭代器
// 体现比较难的知识点
// 慢慢品，越品越有味道.
Set entrySet = hashMap.entrySet();
System.out.println("======迭代器======");
Iterator iterator = entrySet.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry entry = (Map.Entry)iterator.next();
//通过entry 取得key 和 value
Emp emp = (Emp) entry.getValue();
if(emp.getSal() > 18000) {
System.out.println(emp);
}
}
}
}
/**
* 使用HashMap添加3个员工对象，要求
* 键：员工id
* 值：员工对象
*
* 并遍历显示工资>18000的员工(遍历方式最少两种)
* 员工类：姓名、工资、员工id
*/
class Emp {
private String name;
private double sal;
private int id;
public Emp(String name, double sal, int id) {
this.name = name;
this.sal = sal;
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getSal() {
return sal;
}
public void setSal(double sal) {
this.sal = sal;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "Emp{" +
"name='" + name + '\'' +
", sal=" + sal +
", id=" + id +
'}';
}
}
Map接口的常用实现类:HashMap、Hashtable和Properties。
HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。
3)HashMap 是以 key-val对的方式来存储数据(HashMap$Node类型)[案例Entry ]
4)key不能重复，但是值可以重复,允许使用null键和null值。
5)如果添加相同的key，则会覆盖原来的key-val ,等同于修改.(key不会替换，val会替换)
6)与HashSet一样，不保证映射的顺序，因为底层是以hash表的方式来存储的. (jdk8的hashMap底层数组+链表+红黑树)
扩容机制（和HashSet相同）：
2)当创建对象时，将加载因子(loadfactor)初始化为0.75.
3)当添加key-val时，通过key的哈希值得到在table的索引。然后判断该索引处是否有元素,如果没有元素直接添加。如果该索引处有元素，继续判断该元素的key和准备加入的key相是否等，如果相等，则直接替换val;如果不相等需要判断是树结构还是链表结构，做出相应处理。如果添加时发现容量不够，则需要扩容resize()方法。
4)第1次添加，则需要扩容table容量为16，临界值(threshold)为12(16*0.75)
5)以后再扩容，则需要扩容table容量为原来的2倍(32)，临界值为原来的2倍,即24,依次类推.
6)在Java8中,如果一条链表的元素个数超过TREEIFY_THRESHOLD(默认是8)，并且table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64),就会进行树化(红黑树)
import java.util.HashMap;
public class HashMapSource1 {
public static void main(String[] args) {
HashMap map = new HashMap();
map.put("java", 10);//ok
map.put("php", 10);//ok
map.put("java", 20);//替换value
System.out.println("map=" + map);//
/*老韩解读HashMap的源码+图解
1. 执行构造器 new HashMap()
初始化加载因子 loadfactor = 0.75
HashMap$Node[] table = null
2. 执行put 调用 hash方法，计算 key的 hash值 (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
public V put(K key, V value) {//K = "java" value = 10
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
3. 执行 putVal
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;//辅助变量
//如果底层的table 数组为null, 或者 length =0 , 就扩容到16
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//取出hash值对应的table的索引位置的Node, 如果为null, 就直接把加入的k-v
//, 创建成一个 Node ,加入该位置即可
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;//辅助变量
// 如果table的索引位置的key的hash相同和新的key的hash值相同，
// 并 满足(table现有的结点的key和准备添加的key是同一个对象 || equals返回真)
// 就认为不能加入新的k-v
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)//如果当前的table的已有的Node 是红黑树，就按照红黑树的方式处理
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//如果找到的结点，后面是链表，就循环比较
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {//死循环
if ((e = p.next) == null) {//如果整个链表，没有和他相同,就加到该链表的最后
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//加入后，判断当前链表的个数，是否已经到8个，到8个，后
//就调用 treeifyBin 方法进行红黑树的转换
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash && //如果在循环比较过程中，发现有相同,就break,就只是替换value
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value; //替换，key对应value
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;//每增加一个Node ,就size++
if (++size > threshold[12-24-48])//如size > 临界值，就扩容
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
5. 关于树化(转成红黑树)
//如果table 为null ,或者大小还没有到 64，暂时不树化，而是进行扩容.
//否则才会真正的树化 -> 剪枝
final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
int n, index; Node<K,V> e;
if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
resize();
}
*/
}
}
模拟HashMap触发扩容、树化情况,并Debug 验证。
import java.util.HashMap;
import java.util.Objects;
public class HashMapSource2 {
public static void main(String[] args) {
HashMap hashMap = new HashMap();
for(int i = 1; i <= 12; i++) {
hashMap.put(i, "hello");
}
hashMap.put("aaa", "bbb");
System.out.println("hashMap=" + hashMap);//12个 k-v
//布置一个任务，自己设计代码去验证，table 的扩容
//0 -> 16(12) -> 32(24) -> 64(64*0.75=48)-> 128 (96) ->
//自己设计程序，验证-》 增强自己阅读源码能力. 看别人代码.
}
}
class A {
private int num;
public A(int num) {
this.num = num;
}
//所有的A对象的hashCode都是100
// @Override
// public int hashCode() {
// return 100;
// }
@Override
public String toString() {
return "\nA{" +
"num=" + num +
'}';
}
}
1)存放的元素是键值对:即K-V
hashtable的键和值都不能为null，否则会抛出NullPointerException
hashTable使用方法基本上和HashMap一样
4)hashTable是线程安全的(synchronized), hashMap是线程不安全的
5)简单看下底层结构
import java.util.Hashtable;
public class HashTableExercise {
public static void main(String[] args) {
Hashtable table = new Hashtable();//ok
table.put("john", 100); //ok
//table.put(null, 100); //异常 NullPointerException
//table.put("john", null);//异常 NullPointerException
table.put("lucy", 100);//ok
table.put("lic", 100);//ok
table.put("lic", 88);//替换
table.put("hello1", 1);
table.put("hello2", 1);
table.put("hello3", 1);
table.put("hello4", 1);
table.put("hello5", 1);
table.put("hello6", 1);
System.out.println(table);
//简单说明一下Hashtable的底层
//1. 底层有数组 Hashtable$Entry[] 初始化大小为 11
//2. 临界值 threshold 8 = 11 * 0.75
//3. 扩容: 按照自己的扩容机制来进行即可.
//4. 执行 方法 addEntry(hash, key, value, index); 添加K-V 封装到Entry
//5. 当 if (count >= threshold) 满足时，就进行扩容
//5. 按照 int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1; 的大小扩容.
}
}
4.Hashtable 和 HashMap 对比
import java.util.Properties;
public class Properties_ {
public static void main(String[] args) {
//老韩解读
//1. Properties 继承 Hashtable
//2. 可以通过 k-v 存放数据，当然key 和 value 不能为 null，因为其是Hashtable的子类
//增加
Properties properties = new Properties();
//properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
//properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常
properties.put("john", 100);//k-v
properties.put("lucy", 100);
properties.put("lic", 100);
properties.put("lic", 88);//如果有相同的key ， value被替换
System.out.println("properties=" + properties);
//通过k 获取对应值
System.out.println(properties.get("lic"));//88
//删除
properties.remove("lic");
System.out.println("properties=" + properties);
//修改
properties.put("john", "约翰");
System.out.println("properties=" + properties);
}
}
加treeXxx就可以进行排序。
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
public class TreeSet_ {
public static void main(String[] args) {
//老韩解读
//1. 当我们使用无参构造器，创建TreeSet时，仍然是无序的
//2. 老师希望添加的元素，按照字符串大小来排序
//3. 使用TreeSet 提供的一个构造器，可以传入一个比较器(匿名内部类)
// 并指定排序规则
//4. 简单看看源码
//老韩解读
/*
1. 构造器把传入的比较器对象，赋给了 TreeSet的底层的 TreeMap的属性this.comparator
public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
this.comparator = comparator;
}
2. 在 调用 treeSet.add("tom"), 在底层会执行到
if (cpr != null) {//cpr 就是我们的匿名内部类(对象)
do {
parent = t;
//动态绑定到我们的匿名内部类(对象)compare
cmp = cpr.compare(key, t.key);
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else //如果相等，即返回0,这个Key就没有加入
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/
// TreeSet treeSet = new TreeSet();
TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//下面 调用String的 compareTo方法进行字符串大小比较
//如果老韩要求加入的元素，按照长度大小排序
//return ((String) o2).compareTo((String) o1);
return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
}
});
//添加数据.
treeSet.add("jack");
treeSet.add("tom");//3
treeSet.add("sp");
treeSet.add("a");
treeSet.add("abc");//3，不会加入进去
System.out.println("treeSet=" + treeSet);
}
}
使用无参构造器
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;
public class TreeMap_ {
public static void main(String[] args) {
//使用默认的构造器，创建TreeMap, 是无序的(也没有排序)
/*
老韩要求：按照传入的 k(String) 的大小进行排序
*/
// TreeMap treeMap = new TreeMap();
TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//按照传入的 k(String) 的大小进行排序
//按照K(String) 的长度大小排序
//return ((String) o2).compareTo((String) o1);
return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
}
});
treeMap.put("jack", "杰克");
treeMap.put("tom", "汤姆");
treeMap.put("kristina", "克瑞斯提诺");
treeMap.put("smith", "斯密斯");
treeMap.put("hsp", "韩顺平");//key加入不了，value被替换
System.out.println("treemap=" + treeMap);
/*
老韩解读源码：
1. 构造器. 把传入的实现了 Comparator接口的匿名内部类(对象)，传给了TreeMap的comparator属性
public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
this.comparator = comparator;
}
2. 调用put方法
2.1 第一次添加, 把k-v 封装到 Entry对象，放入root
Entry<K,V> t = root;
if (t == null) {
compare(key, key); // type (and possibly null) check
root = new Entry<>(key, value, null);
size = 1;
modCount++;
return null;
}
2.2 以后添加
Comparator<? super K> cpr = comparator;
if (cpr != null) {
do { //遍历所有的key , 给当前key找到适当位置
parent = t;
cmp = cpr.compare(key, t.key);//动态绑定到我们的匿名内部类的compare
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else //如果遍历过程中，发现准备添加Key 和当前已有的Key 相等，就不添加
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/
}
}
Collections是一个操作 Set、List和 Map等集合的工具类
Collections中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作
reverse(List):反转List中元素的顺序
shuffle(List):对List集合元素进行随机排序
sort(List):根据元素的自然顺序对指定List集合元素按升序排序
sort(List,Comparator):根据指定的 Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序
swap(List,int,int):将指定list集合中的i处元素和j处元素进行交换
import java.util.*;
public class Collections_ {
public static void main(String[] args) {
//创建ArrayList 集合，用于测试.
List list = new ArrayList();
list.add("tom");
list.add("smith");
list.add("king");
list.add("milan");
list.add("tom");
// reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
Collections.reverse(list);
System.out.println("list=" + list);
// shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
// for (int i = 0; i < 5; i++) {
// Collections.shuffle(list);
// System.out.println("list=" + list);
// }
// sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
Collections.sort(list);
System.out.println("自然排序后");
System.out.println("list=" + list);
// sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
//我们希望按照 字符串的长度大小排序
Collections.sort(list, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//可以加入校验代码.
return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
}
});
System.out.println("字符串长度大小排序=" + list);
// swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
//比如
Collections.swap(list, 0, 1);
System.out.println("交换后的情况");
System.out.println("list=" + list);
//Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
System.out.println("自然顺序最大元素=" + Collections.max(list));
//Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
//比如，我们要返回长度最大的元素
Object maxObject = Collections.max(list, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();
}
});
System.out.println("长度最大的元素=" + maxObject);
//Object min(Collection)
//Object min(Collection，Comparator)
//上面的两个方法，参考max即可
//int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数
System.out.println("tom出现的次数=" + Collections.frequency(list, "tom"));
//void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中
ArrayList dest = new ArrayList();
//为了完成一个完整拷贝，我们需要先给dest 赋值，大小和list.size()一样
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
dest.add("");
}
//拷贝
Collections.copy(dest, list);
System.out.println("dest=" + dest);
//boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值
//如果list中，有tom 就替换成 汤姆
Collections.replaceAll(list, "tom", "汤姆");
System.out.println("list替换后=" + list);
}
}