集合工具类之Map特点和实现类的详解

Map集合：（映射的数学解释）

设A、B是两个非空集合，如果存在一个法则f，使得对A中的每一个元素a，按法则f，在B中有唯一确定的元素b与之对应，则称f为从A到B的映射，记作f：A→B。

映射关系（两个集合）：A集合和B集合：

A集合中的每一个元素都可以在B集合中找到唯一的一个值与之对应。

严格上来说Map并不是集合，而是两个集合之间的映射关系（Map接口并没有继承于Collection接口），然而因为Map可以存储数据（每次存储都应该存储A集合中以一个元素(Key)，B集合中一个元素(value)），我们还是习惯把Map也称之为集合。

因为Map接口并没有继承于Collection接口，也没有继承于Iterable接口，所以不能直接对Map使用for:each操作。但是可以间接迭代：

public class MapDemo {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("key1", "value1");
map.put("key2", "value2");
map.put("key3", "value3");
map.put("key4", "value4");
map.put("key5", "value5");

//Map不是集合，不能直接做迭代，但是可以间接做迭代，获取Map中所有的Key所组成的集合（key是不能重复，类似Set）
Set<String> set = map.keySet();
for (String key : set) {
System.out.println(key+"->"+map.get(key));
}

System.out.println("--------------------------");

//获取map中所有value所组成的集合（value是可以重复的，类似于List）
Collection<Object> value = map.values();
for (Object val : value) {
System.out.println(val);
}

System.out.println("--------------------------");

//获取map中所有的Entry（key->value）
Set<Map.Entry<String, Object>> entrys = map.entrySet();
for (Map.Entry<String, Object> entry : entrys) {
String key = entry.getKey();  //获取key
Object val = entry.getValue();  //获取value
System.out.println(key+"->"+val);
}
}

}

Map的常用实现类：






HashMap：采用哈希表算法，此时Map中的key不会保证添加的先后顺序，key也不允许重复。（key判断重复的标准：key1和key2是否equals为true，并且hashCode相等）

TreeMap：采用红黑树算法，此时Map中的key会按照自然排序或定制排序进行排序，key也不允许重复。（key判断重复的标准：compareTo/compare的返回值是否为0）

LinkedHashMap：采用链表和哈希表算法，此时Map中的key会保证先后添加的顺序，key也不允许重复。（key判断重复的标准和HashMap中的key的标准相同）

Hashtable：采用哈希表算法，是HashMap的前身。（类似Vector是ArrayList的前身）

在Java的集合框架之前，表示映射关系就是用Hashtable,所有的方法都是用synchronized修饰符，线程安全，但是性能相对HashMap较低

Properties：Hashtable的子类，此时要求key和value都是String类型。

一般的，我们定义Map，key都是用不可改变的类（String），把key作为value的唯一名称。

HashMap和TreeMap以及LinkedHashMap都是线程不安全的，但是性能极高。

解决方案：Map map = Collections.sysnchronizedMap(Map对象);

Hashtable类是线程安全的，但是性能较低。

哈希表算法：做等值查询最快；

数组结构算法：做范围查询最快->应用到索引上。

来看看一个很有意思的Map案例：计算一个字符串中，每个字符的出现次数：

public class MapStringDemo {
public static void main(String[] args) {
String str = "asdhlkadsjfhoifhlaksjbvoiuhdf";
//把字符串转换为char数组（字符串本质就是char[]）
char[] arr = str.toCharArray();
//key：存储字符名，value：存储出现次数
Map<Character,Integer> map = new TreeMap<>();
//循环得到每一个字符串
for (char ch : arr) {
//判断当前字符是否在Map中的key存在
if(map.containsKey(ch)){
//当前Map的key包含该字符，此时取出该value值递增1，再放进去
Integer old = map.get(ch);
map.put(ch, old+1);
}else{
//当前Map的key不包含该字符，把该字符存储到Map只能怪，设置value为1
map.put(ch, 1);
}

}
System.out.println(map);
}

}

运行结果：



选用哪一种容器取决于每一种容器的存储特点以及当前业务的需求：

List：单一元素集合，允许元素重复，记录元素添加顺序。

Set：单一元素集合，不允许元素重复，不记录元素添加顺序。（既要不重复，又要保证先后顺序：LinkeHashSet）

Map：双元素集合，如果存储数据的时候，还得给数据取唯一的每一个名称，此时考虑使用Map。

List和Set以及Map之间相互转换问题：

List<String> list = new ArrayList<>();

把List装换为Set：

Set<String> set = new HashSet<>(list);//此时会消除重复的元素
把Set装换为List：

List<String> list = new ArrayList<>(set);

Map不能直接转换为List或Set（但是Map中的方法可以间接转换）。