JAVA_基础集合Map接口（三）

Map接口

1、Map实现类的结构。

Map：双列数据，储存key-value对的数据。
HashMap：做为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；能存储null的key和value
LinkedHashMap：保证在遍历map元素时，能够按照添加的顺序实现遍历。
缘由：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。
使用：对于频繁的遍历操做，此类执行效率高于HashMap。
TreeMap：保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的天然排序或定制排序。
底层：红黑树结构。
Hashtable：做为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value
Properties：经常使用来处理配置文件。key和value都是String类型的

HashMap底层：数组 + 链表 （JDK 7及以前）
数组 + 链表 + 红黑树 （JDK 8）

2、Map实现类的理解。

Map中的key：无序的、不可重复的，使用Set存储全部的key。
以HashMap为例：key所在的类要重写equals()和hashCode()方法。
以TerrMap为例：key所在的类须要使用天然排序或定制排序。

Map中的value：无序的，可重复的，使用Collection存储全部的value。
value所在的类须要重写equals()

一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。
Map中的Entry：无序的、不可重复的，使用Set存储全部的Entry。

3、HashMap的底层原理？（以JDK 7 为例说明）

HashMap map = new HashMap()：在实例化后，底层建立了长度为16的一维数组Entry[] table.
...可能已经执行过屡次put...
map.put(key1,value1)：首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值通过某种算法计算之后，获得在Entry数组中的存放位置。

状况1---- 若是此位置上的数据为空，此时key1-value1添加成功。
若是此位置上的数据不为空，【意味着此位置存在一个或多个数据（以链表形式存在）】比较key1和一个或多个数据的哈希值：

状况2---- 若是key1的哈希值与已存在数据的哈希值都不一样，此时key1-value1添加成功。
若是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()方法，比较：
若是equals()返回false：此时key1-value1添加成功。---- 状况3
若是equals()返回true：使用value1替换value2。

补充：关于状况2和状况3：此时key1-value1和原来的数组以链表的方式储存。

在不断的添加过程当中，会涉及到扩容问题，当超出临界值（且要存放的位置非空）时，默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原数据复制过来。

JDK 8 相较于JDK 7在底层实现方面的不一样：

1. new HashMap()：底层没有建立一个长度为16的数组
2. JDK 8 底层的数组是：Node[],而非Entry[]
3. 首次调用put()方法时，底层建立长度为16的数组
4. JDK 7 低层结构只有：数组 + 链表。
   而JDK 8 底层机构有：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，此索引上的全部数据改成使用红黑数存储。

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量；16
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子；0.75
threshold：扩容的临界值 = 容量 * 填充因子 （16 * 0.75 => 12）
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树 ：8
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量；64

4、LinkedHashMap的底层实现原理

// 源码
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
    Entry<K,V> before, after;// 可以记录添加元素的前后顺序
    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        super(hash, key, value, next);
    }
}

5、Map中定义的方法：

添加、删除、修改操做：
Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中 。
void putAll(Map m)：将m中的全部key-value对存放到当前map中 。
Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value 。
void clear()：清空当前map中的全部数据 。

public void test3() {
        Map map = new HashMap();
        map.put("AA",123);// 添加key：AA；value：123
        map.put(45,123);
        map.put("BB",458);
        map.put("CC","AA");
        map.put("AA","AA");// 此时的AA是修改以前AA的value值
        System.out.println(map);// {AA=AA, BB=458, CC=AA, 45=123}
        Map map1 = new HashMap();
        map1.put("AA",123);
        map1.put("CC",123);
        map1.put("DD",123);
        map.putAll(map1);
        System.out.println(map);// {AA=123, BB=458, CC=123, DD=123, 45=123}
        // remove(Object key)
        Object value = map.remove("CC");
        System.out.println(value);// 123
        System.out.println(map);// {AA=123, BB=458, DD=123, 45=123}
        // clear()
        map.clear();
        System.out.println(map.size());// 0
        System.out.println(map);// {}
    }

元素查询的操做：
Object get(Object key)：获取指定key对应的value 。
boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key 。
boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value 。
int size()：返回map中key-value对的个数 。
boolean isEmpty()：判断当前map是否为空 。
boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等 。

public void test4() {
        Map map = new HashMap();
        map.put("AA",123);
        map.put("BB",458);
        map.put("CC","789");
        // Object get(Object key)
        System.out.println(map.get("BB"));// 458
        // containsKey(Object key)
        boolean isExist = map.containsKey("BB");
        System.out.println(isExist);// true
        isExist = map.containsValue(458);
        System.out.println(isExist);// true
        boolean isEquals = map.get("BB").equals(458);
        System.out.println(isEquals);// true
        map.clear();
        boolean empty = map.isEmpty();
        System.out.println(empty);// true
    }

元视图操做的方法：
Set keySet()：返回全部key构成的Set集合 。
Collection values()：返回全部value构成的Collection集合 。
Set entrySet()：返回全部key-value对构成的Set集合。

public void test5() {
        Map map = new HashMap();
        map.put("CC","789");
        map.put("AA",123);
        map.put("BB",458);
        // 遍历全部的key集：
        Set set = map.keySet();
        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());// CC AA BB
        }
        // 遍历全部的value集：values()
        Collection values = map.values();
        for (Object obj : values) {
            System.out.println(obj);// 789 123 458
        }
        // 遍历全部的key-value：
        // 方式一：entrySet();
        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
            Object obj = iterator1.next();
            // entrySet集合中的元素都是entry
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "----" + entry.getValue());// CC----789 AA----123 BB----458
        }
        // 方式二：
        Set set1 = map.keySet();
        Iterator iterator2 = set1.iterator();
        while (iterator2.hasNext()) {
            Object key = iterator2.next();
            Object value = map.get(key);
            System.out.println(key + "----" + value);// CC----789 AA----123 BB----458
        }
    }

总结
经常使用方法：
添加：put(Object key,Object value)
修改：put(Object key,Object value)
删除：remove(Object key)
查询：get(Object key)
长度：size()
遍历：setKey()/values()/entrySet()

TreeMap的使用

向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类建立的对象。

由于要按照key进行排序：天然排序、定制排序。

public class User implements Comparable {
    private String name;
    private int age;
    public String getName() {...}
    public void setName(String name) {...}
    public int getAge() {...}
    public void setAge(int age) {...}
    public User(String name, int age) {...}
    public User() {}
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof User) {
            User obj = (User) o;
            int compare = this.name.compareTo(obj.name);
            if (compare != 0) {
                return compare;
            }else {
                return Integer.compare(this.age,obj.age);
            }
        }
        throw new RuntimeException("传入的类型不一致！");
    }
    @Override
    public String toString() {...}
}

// 天然排序
public void test() {
        Map map = new TreeMap();
        User user1 = new User("Tom",22);
        User user2 = new User("Jerry",21);
        User user3 = new User("Jack",25);
        User user4 = new User("Mack",20);
        map.put(user1,98);
        map.put(user2,89);
        map.put(user3,76);
        map.put(user4,100);
        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator = entrySet.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object o = iterator.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) o;
            Object key = entry.getKey();
            Object value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "----" + value);java
        }
    }

// 定制排序
public void test2(){
        TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if (o1 instanceof User && o2 instanceof User) {
                    User u1 = (User) o1;
                    User u2 = (User) o2;
                    return Integer.compare(u1.getAge(), u2.getAge());
                }
                throw new RuntimeException("传入的类型不一致！");
            }
        });
        User user1 = new User("Tom",22);
        User user2 = new User("Jerry",21);
        User user3 = new User("Jack",25);
        User user4 = new User("Mack",20);
        treeMap.put(user1,98);
        treeMap.put(user2,89);
        treeMap.put(user3,76);
        treeMap.put(user4,100);
        Set entrySet = treeMap.entrySet();
        Iterator iterator = entrySet.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Object o = iterator.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) o;
            Object key = entry.getKey();
            Object value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "----" + value);
        }
    }

Map实现类：Properties

Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件。

因为属性文件里的 key、value 都是字符串类型，因此 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

public class PropertiesTest {
    public static void main(String[] args) {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            Properties pros = new Properties();
            fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
            pros.load(fis);// 加载流对应的文件
            String name = pros.getProperty("name");
            String password = pros.getProperty("password");
            System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

// 建立后缀为.properties的文件
name=Tom
password=123

Collections工具类

Collections 是一个操做 Set、List 和 Map 等集合的工具类。

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)：根据元素的天然顺序对指定 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。
Object max(Collection)：根据元素的天然顺序，返回给定集合中的最大元素 。
Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回 给定集合中的最大元素 。
Object min(Collection) 。
Object min(Collection，Comparator) 。
int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数 。
void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中 。
boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的全部旧值。
Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，该方法可以使将指定集 合包装成线程同步的集合，从而能够解决多线程并发访问集合时的线程安全 问题。