本篇博客主要讲解Map接口的4个实现类HashMap、Hashtable、LinkedHashMap、TreeMap的使用方法以及四者之间的区别。
注意：本文中代码使用的JDK版本为1.8.0_191
值得注意的是，Map接口是独立的接口，并没有继承Collection接口（这里是重点，面试常问）：
public interface Map {
......
} 1. HashMap使用
HashMap是Map接口最常用的实现类，存储Key Value键值对，HashMap不保证元素的顺序但保证Key必须唯一。
HashMap类的代码声明如下所示：
public class HashMap extends AbstractMap
implements Map, Cloneable, Serializable {
......
} 1.1 添加元素
使用HashMap添加元素有以下3个方法：
- put
- putIfAbsent
- putAll
首先看下put()方法的使用方法：
HashMap platformMap = new HashMap<>();
// 添加元素
System.out.println(platformMap.put("cnblogs.com", "博客园"));
System.out.println(platformMap.put("juejin.im", "掘金"));
System.out.println(platformMap.put("map.weixin.qq.com", "微信公众号"));
System.out.println(platformMap.put("zwwhnly.com", "个人博客"));
// 添加重复的Key,没有添加成功,但是会更新Key对应的Value值
// 不过代码不会报错,而是返回已经存在Key对应的Value
System.out.println(platformMap.put("zwwhnly.com", "个人博客")); 以上代码运行的输出结果是：
null
null
null
null
个人博客
调试代码也会发现platformMap只有4个元素，而且元素的顺序和添加的顺序不同：
值得注意的是最后一行代码platformMap.put("zwwhnly.com", "个人博客")的返回值是“个人博客”，即之前已存在的Key：zwwhnly.com，对应的Value值。
简单修改下这句代码为：
System.out.println(platformMap.put("zwwhnly.com", "个人博客2"));再次运行代码，发现输出结果没变，platformMap也还是4个元素，但是platformMap元素的内容变了：
如果Key存在时，不希望Value值被覆盖，可以将代码修改为：
System.out.println(platformMap.putIfAbsent("zwwhnly.com", "个人博客2"));另外，HashMap还提供了一个putAll()方法来批量添加元素，使用方法如下所示：
HashMap platformMap = new HashMap<>();
HashMap majorPlatfromMap = new HashMap<>();
// 添加元素
majorPlatfromMap.put("cnblogs.com", "博客园");
majorPlatfromMap.put("juejin.im", "掘金");
HashMap otherPlatformMap = new HashMap<>();
otherPlatformMap.put("map.weixin.qq.com", "微信公众号");
otherPlatformMap.put("zwwhnly.com", "个人博客");
otherPlatformMap.put("cnblogs.com", "博客园2");
platformMap.putAll(majorPlatfromMap);
platformMap.putAll(otherPlatformMap); 值得注意的是，由于majorPlatfromMap与otherPlatformMap存在相同的key：cnblogs.com，最终platformMap中Key为”cnblogs.com“的Value值为：“博客园2“，如下图所示：
1.2 获取元素
使用HashMap获取元素有以下2个方法：
- get()
- getOrDefault()
首先看下get()方法的使用方法：
System.out.println(platformMap.get("cnblogs.com"));
System.out.println(platformMap.get("csdn.com"));输出结果：
博客园
null
当key不存在时，如果需要设置默认值，可以使用getOrDefault()：
System.out.println(platformMap.getOrDefault("csdn.com", "CSDN"));上面这句代码的输出结果为：CSDN。
1.3 获取集合元素个数
获取HashMap元素个数的使用方法如下所示：
System.out.println("platformMap的元素个数为：" + platformMap.size());1.4 删除元素
使用HashMap删除元素有以下2个重载：
public V remove(Object key) {
Node e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
@Override
public boolean remove(Object key, Object value) {
return removeNode(hash(key), key, value, true, true) != null;
} 使用方法如下所示：
System.out.println(platformMap.remove("zwwhnly.com"));
System.out.println(platformMap.remove("zwwhnly.com"));
System.out.println(platformMap.remove("map.weixin.qq.com", "微信公众号"));
System.out.println(platformMap.remove("juejin.im", "博客园"));上面代码的输出结果为：
个人博客
null
true
false
1.5 修改元素
使用HashMap修改元素有以下2个重载：
@Override
public boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) {
Node e; V v;
if ((e = getNode(hash(key), key)) != null &&
((v = e.value) == oldValue || (v != null && v.equals(oldValue)))) {
e.value = newValue;
afterNodeAccess(e);
return true;
}
return false;
}
@Override
public V replace(K key, V value) {
Node e;
if ((e = getNode(hash(key), key)) != null) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
return null;
} 使用方法如下所示：
System.out.println(platformMap.replace("cnblogs.com", "博客园：https://www.cnblogs.com/zwwhnly/"));
System.out.println(platformMap.replace("juejin.im", "掘金", "掘金：https://juejin.im/user/5c7ce730f265da2dca388167"));上面代码的输出结果为：
博客园
true
1.6 判断集合是否为空
判断HashMap是否为空的使用方法如下所示：
System.out.println("isEmpty:" + platformMap.isEmpty());1.7 遍历元素(面试常问)
遍历HashMap的元素主要有以下4种方式：
- 使用keySet获取所有的Key，然后遍历
- 使用Map.entrySet获取所有的元素，然后使用iterator遍历
- 使用Map.entrySet获取所有的元素，然后使用foreach循环遍历
- 直接使用values获取到所有的值，该种方式无法遍历Key
其中2和3的方式，使用的是Set集合的2种遍历方式，因为platformMap.entrySet()返回的类型是一个Set集合，里面的元素类型是Map.Entry：
public Set> entrySet() {
Set> es;
return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es;
} 使用方法如下所示：
System.out.println("方式1：使用keySet遍历");
for (String key : platformMap.keySet()) {
System.out.println("Key:" + key + ",Value:" + platformMap.get(key));
}
System.out.println();
System.out.println("方式2：通过Map.entrySet使用iterator遍历");
Iterator> iterator = platformMap.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry entry = iterator.next();
System.out.println("Key:" + entry.getKey() + ",Value:" + entry.getValue());
}
System.out.println();
System.out.println("方式3：通过Map.entrySet使用iterator遍历");
for (Map.Entry entry : platformMap.entrySet()) {
System.out.println("Key:" + entry.getKey() + ",Value:" + entry.getValue());
}
System.out.println();
System.out.println("方式4：使用values遍历,使用这种方式无法遍历Key");
for (String value : platformMap.values()) {
System.out.println(value);
} 1.8 清空集合
清空HashMap中所有元素的使用方法如下所示：
platformMap.clear();1.9 完整示例代码
上面讲解的几点，完整代码如下所示：
package collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
HashMap platformMap = new HashMap<>();
HashMap majorPlatfromMap = new HashMap<>();
// 添加元素
majorPlatfromMap.put("cnblogs.com", "博客园");
majorPlatfromMap.put("juejin.im", "掘金");
HashMap otherPlatformMap = new HashMap<>();
otherPlatformMap.put("map.weixin.qq.com", "微信公众号");
otherPlatformMap.put("zwwhnly.com", "个人博客");
platformMap.putAll(majorPlatfromMap);
platformMap.putAll(otherPlatformMap);
System.out.println(platformMap.get("cnblogs.com"));
System.out.println(platformMap.get("csdn.com"));
System.out.println(platformMap.getOrDefault("csdn.com", "CSDN"));
System.out.println("platformMap的元素个数为：" + platformMap.size());
System.out.println(platformMap.remove("zwwhnly.com"));
System.out.println(platformMap.remove("zwwhnly.com"));
System.out.println(platformMap.remove("map.weixin.qq.com", "微信公众号"));
System.out.println(platformMap.remove("juejin.im", "博客园"));
System.out.println(platformMap.replace("cnblogs.com", "博客园：https://www.cnblogs.com/zwwhnly/"));
System.out.println(platformMap.replace("juejin.im", "掘金", "掘金：https://juejin.im/user/5c7ce730f265da2dca388167"));
System.out.println("isEmpty:" + platformMap.isEmpty());
System.out.println("方式1：使用keySet遍历");
for (String key : platformMap.keySet()) {
System.out.println("Key:" + key + ",Value:" + platformMap.get(key));
}
System.out.println();
System.out.println("方式2：通过Map.entrySet使用iterator遍历");
Iterator> iterator = platformMap.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry entry = iterator.next();
System.out.println("Key:" + entry.getKey() + ",Value:" + entry.getValue());
}
System.out.println();
System.out.println("方式3：通过Map.entrySet使用iterator遍历");
for (Map.Entry entry : platformMap.entrySet()) {
System.out.println("Key:" + entry.getKey() + ",Value:" + entry.getValue());
}
System.out.println();
System.out.println("方式4：使用values遍历,使用这种方式无法遍历Key");
for (String value : platformMap.values()) {
System.out.println(value);
}
platformMap.clear();
System.out.println("isEmpty:" + platformMap.isEmpty());
}
} 输出结果为：
博客园
null
CSDN
platformMap的元素个数为：4
个人博客
null
true
false
博客园
true
isEmpty:false
方式1：使用keySet遍历
Key:cnblogs.com,Value:博客园：https://www.cnblogs.com/zwwhnly/
Key:juejin.im,Value:掘金：https://juejin.im/user/5c7ce730f265da2dca388167
方式2：通过Map.entrySet使用iterator遍历
Key:cnblogs.com,Value:博客园：https://www.cnblogs.com/zwwhnly/
Key:juejin.im,Value:掘金：https://juejin.im/user/5c7ce730f265da2dca388167
方式3：通过Map.entrySet使用iterator遍历
Key:cnblogs.com,Value:博客园：https://www.cnblogs.com/zwwhnly/
Key:juejin.im,Value:掘金：https://juejin.im/user/5c7ce730f265da2dca388167
方式4：使用values遍历,使用这种方式无法遍历Key
博客园：https://www.cnblogs.com/zwwhnly/
掘金：https://juejin.im/user/5c7ce730f265da2dca388167
isEmpty:true
2. Hashtable使用
Hashtable也是Map接口的实现类，值得注意的是，它的方法都是同步的，即是线程安全的。
public synchronized int size() {
return count;
}
public synchronized boolean isEmpty() {
return count == 0;
}HashTable类的代码声明如下所示：
public class Hashtable
extends Dictionary
implements Map, Cloneable, java.io.Serializable {
{
......
} 从以上代码也能看出，Hashtable的基类是Dictionary，而HashMap的基类是AbstractMap（这里是重点，面试常问）。
HashTable类的使用方法和HashMap基本一样，只需修改下声明处的代码即可：
Hashtable platformMap = new Hashtable<>();
Hashtable majorPlatfromMap = new Hashtable<>();
Hashtable otherPlatformMap = new Hashtable<>(); 3. LinkedHashMap使用
LinkedHashMap也是Map接口的实现类，相比于HashMap，它使用到了链表，因此可以保证元素的插入顺序，即FIFO(First Input First Output 先进先出)。
LinkedHashMap类的代码声明如下所示：
public class LinkedHashMap
extends HashMap
implements Map
{
......
} 从以上代码也能看出，LinkedHashMap类继承了HashMap类。
LinkedHashMap类的使用方法和HashMap基本一样，只需修改下声明处的代码即可：
LinkedHashMap platformMap = new LinkedHashMap<>();
LinkedHashMap majorPlatfromMap = new LinkedHashMap<>();
LinkedHashMap otherPlatformMap = new LinkedHashMap<>(); 4. TreeMap使用
TreeMap也是Map接口的实现类，值得注意的是，TreeMap中的元素是有序的，默认的排序规则是按照key的字典顺序升序排序。
TreeMap类的代码声明如下所示：
public class TreeMap
extends AbstractMap
implements NavigableMap, Cloneable, java.io.Serializable
{
......
} TreeMap类的使用方法和HashMap基本一样，只需修改下声明处的代码即可：
TreeMap platformMap = new TreeMap<>();
TreeMap majorPlatfromMap = new TreeMap<>();
TreeMap otherPlatformMap = new TreeMap<>(); 5. HashMap、Hashtable、LinkedHashMap、TreeMap的区别(面试常问)
5.1 相同点
1)HashMap、Hashtable、LinkedHashMap、TreeMap都实现了Map接口
2)四者都保证了Key的唯一性，即不允许Key重复
5.2 不同点
5.2.1 排序
HashMap不保证元素的顺序
Hashtable不保证元素的顺序
LinkHashMap保证FIFO即按插入顺序排序
TreeMap保证元素的顺序，支持自定义排序规则
空口无凭，上代码看效果：
HashMap hashMap = new HashMap<>();
Hashtable hashtable = new Hashtable<>();
LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
TreeMap treeMap = new TreeMap<>();
String[] letterArray = new String[]{"B", "A", "D", "C", "E"};
for (String letter : letterArray) {
hashMap.put(letter, letter);
hashtable.put(letter, letter);
linkedHashMap.put(letter, letter);
treeMap.put(letter, letter);
}
System.out.println("HashMap(我不保证顺序):" + hashMap);
System.out.println("Hashtable(我不保证顺序):" + hashtable);
System.out.println("LinkedHashMap(我保证元素插入时的顺序):" + linkedHashMap);
System.out.println("TreeMap(我按排序规则保证元素的顺序):" + treeMap); 上面代码的输出结果为：
HashMap(我不保证顺序):{A=A, B=B, C=C, D=D, E=E}
Hashtable(我不保证顺序):{A=A, E=E, D=D, C=C, B=B}
LinkedHashMap(我保证元素插入时的顺序):{B=B, A=A, D=D, C=C, E=E}
TreeMap(我按排序规则保证元素的顺序):{A=A, B=B, C=C, D=D, E=E}
5.2.2 null值
HashMap，LinkedHashMap允许添加null值(Key和Value都允许)，所以以下代码是合法的：
HashMap hashMap = new HashMap<>();
LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
hashMap.put(null, null);
linkedHashMap.put(null, null); TreeMap不允许Key有null值，但允许Value有null值，所以以下代码是合法的：
TreeMap treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put("cnblogs.com", null); 但是treeMap.put(null, null);会引发java.lang.NullPointerException异常：
Hashtable不允许添加null值(Key和Value都不允许)，添加null值时会抛出java.lang.NullPointerException异常。
Hashtable hashtable = new Hashtable<>();
hashtable.put("cnblogs.com", null);
hashtable.put(null, null); 运行上面的代码，报错信息如下所示：
5.2.3 线程安全
HashMap、LinkedHashMap、TreeMap不是线程安全的。
Hashtable是线程安全的，这是它的优点，同时也导致在理论情况下，Hashtable的效率没有HashMap高。
所以如果对线程安全没有要求，建议使用HashMap。
5.2.4 继承
Hashtable的父类是Dictionary。
HashMap的父类是AbstractMap。
LinkedHashMap的父类是HashMap，HashMap的父类是AbstractMap，所以LinkedHashMap也继承了AbstractMap。
TreeMap的父类是AbstractMap。
6. TreeMap的两种排序方式(面试常问)
TreeMap默认的排序规则是按照key的字典顺序升序排序。
先来看下TreeMap存储String类型的例子：
TreeMap treeMap = new TreeMap<>();
String[] letterArray = new String[]{"B", "A", "D", "C", "E"};
for (String letter : letterArray) {
treeMap.put(letter, letter);
}
for (String key : treeMap.keySet()) {
System.out.println("key:" + key + ",Value:" + treeMap.get(key));
} 输出结果：
key:A,Value:A
key:B,Value:B
key:C,Value:C
key:D,Value:D
key:E,Value:E
那如果TreeMap中放入的元素类型是我们自定义的引用类型，它的排序规则是什么样的呢？
带着这个疑问，我们新建个Student类如下：
package collection;
public class Student {
private String name;
private int age;
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;
}
}然后添加如下验证代码：
TreeMap studentTreeMap = new TreeMap<>();
Student student1 = new Student("zhangsan", 20);
Student student2 = new Student("lisi", 22);
Student student3 = new Student("wangwu", 24);
Student student4 = new Student("zhaoliu", 26);
Student student5 = new Student("zhangsan", 22);
studentTreeMap.put(student1, student1);
studentTreeMap.put(student2, student2);
studentTreeMap.put(student3, student3);
studentTreeMap.put(student4, student4);
studentTreeMap.put(student5, student5);
for (Student student : studentTreeMap.keySet()) {
System.out.println("name:" + student.getName() + ",age:" + student.getAge());
} 满心欢喜的运行代码想看下效果，结果却发现报如下错误：
为什么会这样呢？
这是因为我们并没有给Student类定义任何排序规则，TreeMap说我也不知道咋排序，还是甩锅抛出异常吧，哈哈。
怎么解决呢？有以下两种方式：
- 自然排序
- 比较器排序
6.1 自然排序
自然排序的实现方式是让Student类实现接口Comparable，并重写该接口的方法compareTo，该方法会定义排序规则。
package collection;
public class Student implements Comparable {
// 省略其它代码
@Override
public int compareTo(Student o) {
return 0;
}
} 使用IDEA默认生成的compareTo()方法如上所示。
这个方法会在执行add()方法添加元素时执行，以便确定元素的位置。
如果返回0，代表两个元素相同，只会保留第一个元素
如果返回值大于0，代表这个元素要排在参数中指定元素o的后面
如果返回值小于0，代表这个元素要排在参数中指定元素o的前面
因此如果对compareTo()方法不做任何修改，直接运行之前的验证代码，会发现集合中只有1个元素：
name:zhangsan,age:20
然后修改下compareTo()方法的逻辑为：
@Override
public int compareTo(Student o) {
// 排序规则描述如下
// 按照姓名的长度排序,长度短的排在前面,长度长的排在后面
// 如果姓名的长度相同，按字典顺序比较String
// 如果姓名完全相同,按年龄排序,年龄小的排在前面,年龄大的排在后面
int orderByNameLength = this.name.length() - o.name.length();
int orderByName = orderByNameLength == 0 ? this.name.compareTo(o.name) : orderByNameLength;
int orderByAge = orderByName == 0 ? this.age - o.age : orderByName;
return orderByAge;
}再次运行之前的验证代码，输出结果如下所示：
name:lisi,age:22
name:wangwu,age:24
name:zhaoliu,age:26
name:zhangsan,age:20
name:zhangsan,age:22
6.2 比较器排序
比较器排序的实现方式是新建一个比较器类，继承接口Comparator，重写接口中的Compare()方法。
注意：使用此种方式Student类不需要实现接口Comparable，更不需要重写该接口的方法compareTo。
package collection;
import java.util.Comparator;
public class StudentComparator implements Comparator {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
// 排序规则描述如下
// 按照姓名的长度排序,长度短的排在前面,长度长的排在后面
// 如果姓名的长度相同，按字典顺序比较String
// 如果姓名完全相同,按年龄排序,年龄小的排在前面,年龄大的排在后面
int orderByNameLength = o1.getName().length() - o2.getName().length();
int orderByName = orderByNameLength == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : orderByNameLength;
int orderByAge = orderByName == 0 ? o1.getAge() - o2.getAge() : orderByName;
return orderByAge;
}
} 然后修改下验证代码中声明studentTreeSet的代码即可：
TreeMap studentTreeMap = new TreeMap<>(new StudentComparator()); 输出结果和使用自然排序的输出结果完全一样。
7. 源码及参考
遍历HashMap的四种方法
TreeMap 排序
Java集合中List,Set以及Map等集合体系详解(史上最全)
8. 最后
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