Map集合

概述

现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即java.util.Map 接口。

我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图。

• Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
• Map中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。
• Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。
• 需要注意的是，Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。

Map常用子类

通过查看Map接口描述，看到Map有多个子类，这里我们主要讲解常用的 HashMap 集合、LinkedHashMap 集合。

• HashMap<K,V>：存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
• LinkedHashMap<K,V>：HashMap下有个子类 LinkedHashMap，存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致；通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

tips：

​ Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同，也可以不同。

Map接口中的常用方法

Map接口中定义了很多方法，常用的如下：

• public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
• public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。
• public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
• boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。
• public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
• public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

Map接口的方法演示

public class Demo01Map {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        show01(); // 改变方法进行测试
    }

    /* boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。 包含返回true,不包含返回false */
    private static void show04() {
   
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);

        boolean b1 = map.containsKey("赵丽颖");
        System.out.println("b1:"+b1);//b1:true

        boolean b2 = map.containsKey("赵颖");
        System.out.println("b2:"+b2);//b2:false
    }

    /* public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。 返回值: key存在,返回对应的value值 key不存在,返回null */
    private static void show03() {
   
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);

        Integer v1 = map.get("杨颖");
        System.out.println("v1:"+v1);//v1:165

        Integer v2 = map.get("迪丽热巴");
        System.out.println("v2:"+v2);//v2:null
    }

    /* public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。 返回值:V key存在,v返回被删除的值 key不存在,v返回null */
    private static void show02() {
   
        //创建Map集合对象
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("赵丽颖",168);
        map.put("杨颖",165);
        map.put("林志玲",178);
        System.out.println(map);//{林志玲=178, 赵丽颖=168, 杨颖=165}

        Integer v1 = map.remove("林志玲");
        System.out.println("v1:"+v1);//v1:178

        System.out.println(map);//{赵丽颖=168, 杨颖=165}

        //int v2 = map.remove("林志颖");//自动拆箱 NullPointerException
        Integer v2 = map.remove("林志颖");
        System.out.println("v2:"+v2);//v2:null

        System.out.println(map);//{赵丽颖=168, 杨颖=165}
    }

    /* public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。 返回值:v 存储键值对的时候,key不重复,返回值V是null 存储键值对的时候,key重复,会使用新的value替换map中重复的value,返回被替换的value值 */
    private static void show01() {
   
        //创建Map集合对象,多态
        Map<String,String> map = new HashMap<>();

        String v1 = map.put("李晨", "范冰冰1");
        System.out.println("v1:"+v1);//v1:null

        String v2 = map.put("李晨", "范冰冰2");
        System.out.println("v2:"+v2);//v2:范冰冰1

        System.out.println(map);//{李晨=范冰冰2}

        map.put("冷锋","龙小云");
        map.put("杨过","小龙女");
        map.put("尹志平","小龙女");
        System.out.println(map);//{杨过=小龙女, 尹志平=小龙女, 李晨=范冰冰2, 冷锋=龙小云}
    }
}

Map集合遍历键找值方式

键找值方式：即通过元素中的键，获取键所对应的值

Map集合中的方法:
Set<K> keySet()：返回此映射中包含的键的 Set 视图。

分析步骤：

1. 获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示: keyset()
2. 遍历键的Set集合，得到每一个键。
3. 根据键，获取键所对应的值。方法提示:get(K key)

代码演示：

public class MapDemo01 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        //创建Map集合对象 
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        //添加元素到集合 
        map.put("胡歌", "霍建华");
        map.put("郭德纲", "于谦");
        map.put("薛之谦", "大张伟");

        //1.使用Map集合中的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中
        Set<String> set = map.keySet();
        //2.遍历set集合,获取Map集合中的每一个key
        //使用迭代器遍历Set集合
        Iterator<String> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()){
   
            String key = it.next();
            //3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
        System.out.println("-------------------");
        //使用增强for遍历Set集合
        for(String key : set){
   
            //3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }
}

遍历图解：

Entry键值对对象

我们已经知道，Map中存放的是两种对象，一种称为key(键)，一种称为value(值)，它们在在Map中是一一对应关系，这一对对象又称做 Map 中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。

既然Entry表示了一对键和值，那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法：

• public K getKey()：获取Entry对象中的键。
• public V getValue()：获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：

• public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

Map集合遍历键值对方式

键值对方式：即通过集合中每个键值对(Entry)对象，获取键值对(Entry)对象中的键与值。

操作步骤与图解：

1. 获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。

2. 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。

3. 通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。 方法提示:getkey() getValue()

public class MapDemo02 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 创建Map集合对象 
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        // 添加元素到集合 
        map.put("胡歌", "霍建华");
        map.put("郭德纲", "于谦");
        map.put("薛之谦", "大张伟");

       //1.使用Map集合中的方法entrySet(),把Map集合中多个Entry对象取出来,存储到一个Set集合中
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = map.entrySet();

        //2.遍历entrySet集合,获取每一个Entry对象
        //使用迭代器遍历Set集合
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> it = entrySet.iterator();
        while(it.hasNext()){
   
            Map.Entry<String, Integer> entry = it.next();
            //3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
            String key = entry.getKey();
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"="+value);
        }
        System.out.println("-----------------------");
        for(Map.Entry<String,Integer> entry:entrySet){
   
            //3.使用Entry对象中的方法getKey()和getValue()获取键与值
            String key = entry.getKey();
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"="+value);
        }
    }
}

遍历图解：

tips：

Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

HashMap存储自定义类型键值

练习：每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

注意，学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。

编写学生类：

public class Student {
   
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
   
    }

    public Student(String name, int age) {
   
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
   
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
   
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
   
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
   
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
   
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
   
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

编写测试类：

public class Demo01HashMapSavePerson {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        show();
    }

    /* HashMap存储自定义类型键值 key:Person类型 Person类就必须重写hashCode方法和equals方法,以保证key唯一 value:String类型 可以重复 */
    private static void show() {
   
        //创建HashMap集合
        HashMap<Student,String> map = new HashMap<>();
        //往集合中添加元素
        map.put(new Student("女王",18),"英国");
        map.put(new Student("秦始皇",18),"秦国");
        map.put(new Student("普京",30),"俄罗斯");
        map.put(new Student("女王",18),"毛里求斯");
        //使用entrySet和增强for遍历Map集合
        Set<Map.Entry<Student, String>> set = map.entrySet();
        for (Map.Entry<Student, String> entry : set) {
   
            Student key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"-->"+value);
        }
    }

}

• 当给 HashMap 中存放自定义对象时，如果自定义对象作为 key 存在，这时要保证对象唯一，必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记，请回顾 HashSet 存放自定义对象)。
• 如果要保证 map 中存放的 key 和取出的顺序一致，可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

LinkedHashMap

我们知道 HashMap 保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？

在 HashMap下面有一个子类 LinkedHashMap，它是链表(记录元素的顺序)和哈希表组合的一个数据存储结构。

public class Demo01LinkedHashMap {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put("a","a");
        map.put("c","c");
        map.put("b","b");
        map.put("a","d");
        System.out.println(map);// key不允许重复,无序 {a=d, b=b, c=c}
        
        LinkedHashMap<String,String> linked = new LinkedHashMap<>();
        linked.put("a","a");
        linked.put("c","c");
        linked.put("b","b");
        linked.put("a","d");
        System.out.println(linked);// key不允许重复,有序 {a=d, c=c, b=b}
    }
}

Hashtable(了解即可)

java.util.Hashtable<K,V> implements Map<K,V>接口

Hashtable：底层也是一个哈希表,是一个线程安全的集合,是单线程集合,速度慢
HashMap：底层是一个哈希表,是一个线程不安全的集合,是多线程的集合,速度快

HashMap集合(之前学的所有的集合)：可以存储null值,null键
Hashtable集合：不能存储null值,null键

Hashtable和Vector集合一样,在jdk1.2版本之后被更先进的集合(HashMap和ArrayList)取代了
Hashtable的子类Properties依然活跃在历史舞台
Properties集合是一个唯一和IO流相结合的集合

public class Demo02Hashtable {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put(null,"a");
        map.put("b",null);
        map.put(null,null);
        System.out.println(map);//{null=null, b=null}

        Hashtable<String,String> table = new Hashtable<>();
        //table.put(null,"a");//NullPointerException
        //table.put("b",null);//NullPointerException
        table.put(null,null);//NullPointerException
    }
}

集合特点总结

• Map集合的特点:
  1. Map集合是一个双列集合,一个元素包含两个值(一个key,一个value)
  2. Map集合中的元素,key和value的数据类型可以相同,也可以不同
  3. Map集合中的元素,key是不允许重复的,value是可以重复的
  4. Map集合中的元素,key和value是一一对应

• HashMap集合的特点:
  1. HashMap集合底层是哈希表:查询的速度特别的快
      JDK1.8之前：数组+单向链表
      JDK1.8之后：数组+单向链表或者红黑树(链表的长度超过8)：提高查询的速度
  2. hashMap集合是一个无序的集合,存储元素和取出元素的顺序有可能不一致

• LinkedHashMap的特点:
  1.LinkedHashMap集合底层是哈希表+链表(保证迭代的顺序)
  2.LinkedHashMap集合是一个有序的集合,存储元素和取出元素的顺序是一致的

Map集合练习

需求：

计算一个字符串中每个字符出现次数。

分析：

1. 使用Scanner获取用户输入的字符串
2. 创建Map集合,key是字符串中的字符,value是字符的个数
3. 遍历字符串,获取每一个字符
4. 使用获取到的字符,去Map集合判断key是否存在
   • key存在:
     通过字符(key),获取value(字符个数)
     value++
     put(key,value)把新的value存储到Map集合中
   • key不存在:
     put(key,1)
5. 遍历Map集合,输出结果

代码：

public class MapTest {
   
public static void main(String[] args) {
   
        //友情提示
        System.out.println("请录入一个字符串:");
        String line = new Scanner(System.in).nextLine();
        // 定义 每个字符出现次数的方法
        findChar(line);
    }
    private static void findChar(String line) {
   
        //2.创建Map集合,key是字符串中的字符,value是字符的个数
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
        //3.遍历字符串,获取每一个字符
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
   
            char c = line.charAt(i);
            //4.使用获取到的字符,去Map集合判断key是否存在
            if (!map.containsKey(c)) {
   //说明这个字符没有出现过
                //那就是第一次
                map.put(c, 1);
            } else {
   
                //先获取之前的次数
                Integer count = map.get(c);
                //count++;
                //再次存入 更新
                map.put(c, ++count);
            }
        }
        System.out.println(map);
    }
}