TreeMap与HashMap的差异

1.AbstractMap抽象类和SortedMap接口
AbstractMap抽象类：覆盖了equals()和hashCode()方法以确保两个相等映射返回相同的哈希码。如果两个映射大小相等、包含同样的键且每个键在这两个映射中对应的值都相同，则这两个映射相等。映射的哈希码是映射元素哈希码的总和，其中每个元素是Map.Entry接口的一个实现。因此，不论映射内部顺序如何，两个相等映射会报告相同的哈希码。
SortedMap接口：它用来保持键的有序顺序。SortedMap接口为映像的视图(子集)，包括两个端点提供了访问方法。除了排序是作用于映射的键以外，处理SortedMap和处理SortedSet一样。添加到SortedMap实现类的元素必须实现Comparable接口，否则您必须给它的构造函数提供一个Comparator接口的实现。TreeMap类是它的唯一一份实现。
2.两种常规Map实现(分别继承自AbstractMap和SortedMap)
HashMap：基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()]，为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。
(1)HashMap(): 构建一个空的哈希映像
(2)HashMap(Map m): 构建一个哈希映像，并且添加映像m的所有映射
(3)HashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的哈希映像
(4)HashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的哈希映像
TreeMap：基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。
(1)TreeMap():构建一个空的映像树
(2)TreeMap(Map m): 构建一个映像树，并且添加映像m中所有元素
(3)TreeMap(Comparator c): 构建一个映像树，并且使用特定的比较器对关键字进行排序
(4)TreeMap(SortedMap s): 构建一个映像树，添加映像树s中所有映射，并且使用与有序映像s相同的比较器排序
3.两种常规Map性能
HashMap：适用于在Map中插入、删除和定位元素。
Treemap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。
4.总结：HashMap通常比TreeMap快一点(树和哈希表的数据结构使然)，建议多使用HashMap，在需要排序的Map时候才用TreeMap。

 

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Java为数据结构中的映射定义了一个接口java.util.Map，它有四个实现类，分别是HashMap、HashTable、LinkedHashMap和TreeMap。本节实例主要介绍这4中实例的用法和区别。

关键技术剖析：

Map用于存储键值对，根据键得到值，因此不允许键重复，值可以重复。

l  （1）HashMap是一个最常用的Map，它根据键的hashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。HashMap最 多只允许一条记录的键为null，不允许多条记录的值为null。HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能 会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用Collections.synchronizedMap(HashMap map)方法使HashMap具有同步的能力。

l  （2）Hashtable与HashMap类似，不同的是：它不允许记录的键或者值为空；它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable，然而，这也导致了Hashtable在写入时会比较慢。

l  （3）LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iteraor遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的。在遍历的时候会比HashMap慢。有HashMap的全部特性。

l  （4）TreeMap能够把它保存的记录根据键排序，默认是按升序排序，也可以指定排序的比较器。当用Iteraor遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。TreeMap的键和值都不能为空。

 

import java.util.HashMap;

import java.util.Hashtable;

import java.util.Iterator;

import java.util.LinkedHashMap;

import java.util.Map;

import java.util.TreeMap;

public class TestMap {

public static void init(Map map){

if (map != null){

String key = null;

for (int i=5; i>0; i--){

key = new Integer(i).toString() + ".0";

map.put(key, key.toString());

//Map中的键是不重复的，如果插入两个键值一样的记录，

//那么后插入的记录会覆盖先插入的记录

map.put(key, key.toString() + "0");         }

}

}

public static void output(Map map){

if (map != null){

Object key = null;

Object value = null;

//使用迭代器遍历Map的键，根据键取值

Iterator it = map.keySet().iterator();

while (it.hasNext()){

key = it.next();

value = map.get(key);

System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );

}

//或者使用迭代器遍历Map的记录Map.Entry

Map.Entry entry = null;

it = map.entrySet().iterator();

while (it.hasNext()){

//一个Map.Entry代表一条记录

entry = (Map.Entry)it.next();

//通过entry可以获得记录的键和值

//System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());

}

}

}

public static boolean containsKey(Map map, Object key){

if (map != null){

return map.containsKey(key);

}

return false;

}

public static boolean containsValue(Map map, Object value){

if (map != null){

return map.containsValue(value);

}

return false;

}

public static void testHashMap(){

Map myMap = new HashMap();

init(myMap);

//HashMap的键可以为null

myMap.put(null,"ddd");

//HashMap的值可以为null

myMap.put("aaa", null);

output(myMap);

}

public static void testHashtable(){

Map myMap = new Hashtable();

init(myMap);

//Hashtable的键不能为null

//myMap.put(null,"ddd");

//Hashtable的值不能为null

//myMap.put("aaa", null);

output(myMap);

}

public static void testLinkedHashMap(){

Map myMap = new LinkedHashMap();

init(myMap);

//LinkedHashMap的键可以为null

myMap.put(null,"ddd");

myMap.put(null,"aaa");

//LinkedHashMap的值可以为null

myMap.put("aaa", null);

output(myMap);

}

public static void testTreeMap(){

Map myMap = new TreeMap();

init(myMap);

//TreeMap的键不能为null

//myMap.put(null,"ddd");

//TreeMap的值不能为null

//myMap.put("aaa", null);

output(myMap);

}

public static void main(String[] args) {

System.out.println("采用HashMap");

TestMap.testHashMap();

System.out.println("采用Hashtable");

TestMap.testHashtable();

System.out.println("采用LinkedHashMap");

TestMap.testLinkedHashMap();

System.out.println("采用TreeMap");

TestMap.testTreeMap();

Map myMap = new HashMap();

TestMap.init(myMap);

System.out.println("新初始化一个Map: myMap");

TestMap.output(myMap);

//清空Map

myMap.clear();

System.out.println("将myMap clear后，myMap空了么?  " + myMap.isEmpty());

TestMap.output(myMap);

myMap.put("aaa", "aaaa");

myMap.put("bbb", "bbbb");

//判断Map是否包含某键或者某值

System.out.println("myMap包含键aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));

System.out.println("myMap包含值aaaa?  "+ TestMap.containsValue(myMap, "aaaa"));

//根据键删除Map中的记录

myMap.remove("aaa");

System.out.println("删除键aaa后，myMap包含键aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));

//获取Map的记录数

System.out.println("myMap包含的记录数:  " + myMap.size());

}

}

 结果输出：

采用HashMap

key: null; value: ddd

key: 3.0; value: 3.00

key: aaa; value: null

key: 4.0; value: 4.00

key: 1.0; value: 1.00

key: 5.0; value: 5.00

key: 2.0; value: 2.00

采用Hashtable

key: 4.0; value: 4.00

key: 1.0; value: 1.00

key: 3.0; value: 3.00

key: 5.0; value: 5.00

key: 2.0; value: 2.00

采用LinkedHashMap

key: 5.0; value: 5.00

key: 4.0; value: 4.00

key: 3.0; value: 3.00

key: 2.0; value: 2.00

key: 1.0; value: 1.00

key: null; value: aaa

key: aaa; value: null

采用TreeMap

key: 1.0; value: 1.00

key: 2.0; value: 2.00

key: 3.0; value: 3.00

key: 4.0; value: 4.00

key: 5.0; value: 5.00

新初始化一个Map: myMap

key: 3.0; value: 3.00

key: 4.0; value: 4.00

key: 1.0; value: 1.00

key: 5.0; value: 5.00

key: 2.0; value: 2.00

将myMap clear后，myMap空了么?  true

myMap包含键aaa?  true

myMap包含值aaaa?  true

删除键aaa后，myMap包含键aaa?  false

myMap包含的记录数:  1

源码分析：

 

遍历Map有两种方法：

（1）map的keySet()方法获得键的集合，再调用键集合的iterator方法获得键的迭代器，以此迭代地取出Map中的键，用get方法获得键对应的值，便完成了Map的遍历。代码如下所示：

//使用迭代器遍历Map的键，根据键取值
Iterator it = map.keySet().iterator();

while (it.hasNext()){

key = it.next();

value = map.get(key);

System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );

}

（2）使用Map的entrySet方法获得Map中记录的集合，每条对象都是一个Map.Entry对象，使用其getKey方法获得记录的键，使用其getValue方法获得记录的值。代码如下所示：

//或者使用迭代器遍历Map的记录Map.Entry

Map.Entry entry = null;

it = map.entrySet().iterator();

while (it.hasNext()){

//一个Map.Entry代表一条记录

entry = (Map.Entry)it.next();

//通过entry可以获得记录的键和值

//System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());