【Java集合篇之Map】HashMap、HashTable、TreeMap、LinkedHashMap的区别以及应用场景
2018-06-16 09:19
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今天我向大家介绍Map接口中常用的四个集合类,先看看这几种实现类的类结构:
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable
public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V>
public class TreeMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable首先可以先看一下Map接口常用实现类的思维导图:
HashMap
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。遍历时,取得数据的顺序是完全随机的。HashMap最多只允许一条记录的键为Null;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的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力,或者使用ConcurrentHashMap。
Map这个相信只要写java的人都用过,无序,线程不安全。要注意的是jdk1.8以后hashMap源码 变了,底层优化了。以后要是面试官问你hashMap怎么存储,你就不能说按照数组存储节点,hash值相同时直接往后排列,相当于数组中对应的元素都是链表。这就错啦!!!jdk1.8之后添加了这个属性:这个表示当相同hash值相同的元素大于8个时候,存储结构会变成红黑树来存储,方便查找,如下图所示:
测试代码如下:
package com.map.test; import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.Map; public class HashMapTest { public static void main(String[] args) { Map<String, String> map = new HashMap<>(); for (int i = 0; i < 20; i++) { map.put("test"+i, "test"); } Iterator it = map.entrySet().iterator(); while (it.hasNext()){ Map.Entry entry = (Map.Entry)it.next(); System.out.println(entry.getKey()); } } }输出结果:
D:\javaTools\jdk\jdk1.8\bin\java "-javaagent:D:\javaTools\IDEA\IDEA\IntelliJ IDEA 2017.3.4\lib\idea_rt.jar=57483:D:\javaTools\IDEA\IDEA\IntelliJ IDEA 2017.3.4\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\charsets.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\deploy.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\cldrdata.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\dnsns.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\jaccess.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\jfxrt.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\localedata.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\nashorn.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunec.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\zipfs.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\javaws.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jce.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jfr.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jfxswt.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jsse.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\management-agent.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\plugin.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\resources.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\rt.jar;D:\workspace\idea_work\Map\out\production\Map com.map.test.HashMapTest test16 test15 test14 test13 test12 test11 test10 test0 test1 test19 test18 test17 test4 test5 test2 test3 test8 test9 test6 test7 Process finished with exit code 0从结果上很轻易看的出,HashMap是无序的(关于线程安全问题,以后有时间再写),线程安全这里要多说一点,其实除了HashTable之外,Map家族中还有Vector是线程安全的,并发容器有ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap等
HashTable
Hashtable与 HashMap类似,它继承自Dictionary类。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),因此也导致了 Hashtable在写入时会比较慢。
注:HashTable现在比较少见,我开发了几年从来没用过,但一些老程序员面试的时候经常会问,我们只需了解一些概念性的东西就好,不必深究。
LinkedHashMap
LinkedHashMap保存了记录的插入顺序,在用Iterator遍历LinkedHashMap时,先得到的记录肯定是先插入的。也可以在构造时带参数,按照应用次数排序。在遍历的时候会比HashMap慢,不过有种情况例外:当HashMap容量很大,实际数据较少时,遍历起来可能会比LinkedHashMap慢。因为LinkedHashMap的遍历速度只和实际数据有关,和容量无关,而HashMap的遍历速度和他的容量有关。
LinkedHashMap可以保存输入顺序,这点在key值为中文时候特别方便(虽然key值不建议为中文)。比如你现在要在页面中输出周一,周二,周三分别迟到的人数,测试代码如下:
package com.map.test; import java.util.Iterator; import java.util.LinkedHashMap; import java.util.Map; public class LinkedHashMapTest { public static void main(String[] args) { Map<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>(); map.put("星期一", 50); map.put("星期二", 30); map.put("星期三", 20); Iterator it = map.entrySet().iterator(); while (it.hasNext()){ Map.Entry entry = (Map.Entry)it.next(); System.out.println(entry.getKey()); } } }测试结果:
D:\javaTools\jdk\jdk1.8\bin\java "-javaagent:D:\javaTools\IDEA\IDEA\IntelliJ IDEA 2017.3.4\lib\idea_rt.jar=57555:D:\javaTools\IDEA\IDEA\IntelliJ IDEA 2017.3.4\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\charsets.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\deploy.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\cldrdata.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\dnsns.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\jaccess.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\jfxrt.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\localedata.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\nashorn.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunec.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\zipfs.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\javaws.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jce.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jfr.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jfxswt.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jsse.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\management-agent.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\plugin.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\resources.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\rt.jar;D:\workspace\idea_work\Map\out\production\Map com.map.test.LinkedHashMapTest 星期一 星期二 星期三 Process finished with exit code 0
TreeMap
TreeMap实现SortMap接口,能够把它保存的记录根据键排序。默认是按键值的升序排序,也可以指定排序的比较器,当用Iterator 遍历TreeMap时,得到的记录是排过序的。
测试代码如下:
package com.map.test; import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.Map; import java.util.TreeMap; public class TreeMapTest { public static void main(String[] args) { Map<String, String> map = new TreeMap<>(); for (int i = 0; i < 20; i++) { map.put("test"+i, "test"); } Iterator it = map.entrySet().iterator(); while (it.hasNext()){ Map.Entry entry = (Map.Entry)it.next(); System.out.println(entry.getKey()); } } }TreeMap会按照key值默认排序,这样会很方便我们操作。假设一个业务场景,你需要在页面输出过去两个月内每天门网站注册人数,这时候你就可以从数据库中取出值放入treeMap中,key用一个String的date,value用注册人数,然后遍历treemap就可以了.
测试结果:
D:\javaTools\jdk\jdk1.8\bin\java "-javaagent:D:\javaTools\IDEA\IDEA\IntelliJ IDEA 2017.3.4\lib\idea_rt.jar=57507:D:\javaTools\IDEA\IDEA\IntelliJ IDEA 2017.3.4\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\charsets.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\deploy.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\cldrdata.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\dnsns.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\jaccess.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\jfxrt.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\localedata.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\nashorn.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunec.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\ext\zipfs.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\javaws.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jce.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jfr.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jfxswt.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\jsse.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\management-agent.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\plugin.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\resources.jar;D:\javaTools\jdk\jdk1.8\jre\lib\rt.jar;D:\workspace\idea_work\Map\out\production\Map com.map.test.TreeMapTest test0 test1 test10 test11 test12 test13 test14 test15 test16 test17 test18 test19 test2 test3 test4 test5 test6 test7 test8 test9 Process finished with exit code 0可以看出按照key值进行排序输出,主要原理是put函数内部使用了Comparator比较器。源码是下面这段代码:
i = comparator1.compare(obj, entry.key); if (i < 0) entry = entry.left; else if (i > 0) entry = entry.right; else return entry.setValue(obj1);
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