Java HashMap集合

HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
HashMap 继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。此外，HashMap中的映射不是有序的。

HashMap 的实例有两个参数影响其性能：“初始容量” 和 “加载因子”。容量 是哈希表中桶的数量，初始容量 只是哈希表在创建时的容量。加载因子 是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时，则要对该哈希表进行 rehash 操作（即重建内部数据结构），从而哈希表将具有大约两倍的桶数。
通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查询成本（在大多数 HashMap 类的操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。在设置初始容量时应该考虑到映射中所需的条目数及其加载因子，以便最大限度地减少 rehash 操作次数。如果初始容量大于最大条目数除以加载因子，则不会发生 rehash 操作。

构造方法
| 方法 | 描述 |
| HashMap() | 默认构造方法 |
| HashMap(int capacity) | 构造一个指定初始容量和默认加载因子(0.75)的空HashMap |
| HashMap(int capacity, float loadFactor) | 构造一个指定容量到小和加载因子的空HashMap |
| HashMap(Map map) | 构造一个映射关系与指定Map相同的新HashMap |

| 常用方法 | 描述 |
| put(K key, V value) | 通过此方法将键值对添加到HashMap中 |
| putAll(Map map) | 将另一个map集合复制到此集合中 |

import java.util.HashMap;
import java.util.Set;
import java.util.Iterator;
import java.util.Collection;
import java.util.Map.Entry;

public class HashMapExercise {
    public static void main(String[] args) {
 HashMap map = new HashMap<>();
        // 添加方法
        map.put("小红", 18);
        map.put("小明", 30);
        map.put("小辉", 20);
        map.put("小李", 18);
        System.out.println(map);  // {小辉=18, 小明=18, 小李=18, 小红=18}
        //判断键是否存在
        boolean flg = map.containsKey("小明");
        System.out.println(flg); // true
        // 判断值是否存在
        flg = map.containsValue(18);
        System.out.println(flg); // true
        // 判断集合是否为空
        flg = map.isEmpty();
        System.out.println(flg); // false
        // 根据键获取值
        Integer i = map.get("小李");
        System.out.println(i); // 18
        // 获取集合中元素的个数
        int size = map.size();
        System.out.println(size); // 4


        // Map集合的四种遍历方式
        // 遍历结果
        // Key:小辉,Value:20
        // Key:小明,Value:30
        // Key:小李,Value:18
        // Key:小红,Value:18
        // 第一种: 通过keySet()方法获取到所有键的Set集合
        Set keySet = map.keySet(); // map集合使用keySet()方法返回的是所有的key的值
        for (String str : keySet) {
            Integer in = map.get(str);
            System.out.println("Key:"+str+",Value:"+in);
        }

        // 第二种: 通过entrySet()方法获取所有的键值对的Set集合 Entry
        Set> entrySet = map.entrySet(); // map集合使用entrySet()方法返回的是所有的键值对
        // 通过这种方式获得的所有键值对还需要使用迭代器进行遍历
        Iterator> iterator = entrySet.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            HashMap.Entry entry = iterator.next();
            System.out.println("Key:"+entry.getKey()+",Value:"+entry.getValue());
        }

        // 第三种: 使用foreach循环进行遍历;当容量较大时,推荐.
        for (HashMap.Entry entry: map.entrySet()) {
            // Map.Entry 映射项(键-值对)
            // 这种方法也可用于 keySet()和values()
            System.out.println("Key:"+entry.getKey()+",Value:"+entry.getValue());
        }


        // 第四种: 通过values()方法获取所有值的Collection集合
        // 遍历结果
        // value:20
        // value:30
        // value:18
        // value:18
        Collection values = map.values();
        Iterator it = values.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            Integer value = it.next();
            System.out.println("value:"+value); // 我们不能通过值去进行键的查找
        }
    }
}

HashMap集合就是Map接口实现的类,Map能实现的功能,HashMap基本都能实现.

HashMap和Hashtable的区别
它们的主要的区别有：线程安全性，同步(synchronization)，以及速度。

• HashMap几乎可以等价于Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，并可以接受null(HashMap可以接受为null的键值(key)和值(value)，而Hashtable则不行)。
• HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，这意味着Hashtable是线程安全的，多个线程可以共享一个Hashtable；而如果没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。
• 另一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。这条同样也是Enumeration和Iterator的区别。
• 由于Hashtable是线程安全的也是synchronized，所以在单线程环境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步，只需要单一线程，那么使用HashMap性能要好过Hashtable。HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

要注意的一些重要术语：

1. sychronized意味着在一次仅有一个线程能够更改Hashtable。就是说任何线程要更新Hashtable时要首先获得同步锁，其它线程要等到同步锁被释放之后才能再次获得同步锁更新Hashtable。

2. Fail-safe和iterator迭代器相关。如果某个集合对象创建了Iterator或者ListIterator，然后其它的线程试图“结构上”更改集合对象，将会抛出ConcurrentModificationException异常。但其它线程可以通过set()方法更改集合对象是允许的，因为这并没有从“结构上”更改集合。但是假如已经从结构上进行了更改，再调用set()方法，将会抛出IllegalArgumentException异常。

3. 结构上的更改指的是删除或者插入一个元素，这样会影响到map的结构。

我们能否让HashMap同步？
HashMap可以通过下面的语句进行同步：
Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);

结论
Hashtable和HashMap有几个主要的不同：线程安全以及速度。仅在你需要完全的线程安全的时候使用Hashtable，而如果你使用Java 5或以上的话，请使用ConcurrentHashMap吧。