Java -数据结构，Map && Set

一、搜索

1.1、概念及场景

Map和set是一种专门用来进行搜索的容器或者数据结构，其搜索的效率与其具体的实例化子类有关。以前常见的
搜索方式有：

1. 直接遍历，时间复杂度为O(N)，元素如果比较多效率会非常慢
2. 二分查找，时间复杂度为log 2为底的N ,但搜索前必须要求序列是有序的
   上述排序比较适合静态类型的查找，即一般不会对区间进行插入和删除操作了，而现实中的查找比如：
3. 根据姓名查询考试成绩
4. 通讯录，即根据姓名查询联系方式
5. 不重复集合，即需要先搜索关键字是否已经在集合中
   可能在查找时进行一些插入和删除的操作，即动态查找，那上述两种方式就不太适合了，本节介绍的Map和Set是 一种适合动态查找的集合容器

1.2、模型

一般把搜索的数据称为关键字（Key），和关键字对应的称为值（Value），将其称之为Key-value的键值对，所以
模型会有两种：

1. 纯 key 模型，比如：
   有一个英文词典，快速查找一个单词是否在词典中
   快速查找某个名字在不在通讯录中
2. Key-Value 模型，比如：
   统计文件中每个单词出现的次数，统计结果是每个单词都有与其对应的次数：<单词，单词出现的次数>
   梁山好汉的江湖绰号：每个好汉都有自己的江湖绰号
   而Map中存储的就是key-value的键值对，Set中只存储了Key。

二、Map 的使用

Map官方文档

2.1、关于Map的说明

Map是一个接口类，该类没有继承自Collection，该类中存储的是结构的键值对，并且K一定是唯一的，不能重复

2.2、关于Map.Entry的说明

Map.Entry 是Map内部实现的用来存放键值对映射关系的内部类，该内部类中主要提供了的获取，value的设置以及Key的比较方式

注意：Map.Entry并没有提供设置Key的方法

2.3、Map 的常用方法说明

2.3.1、put(k key, v value) – 设置key 对应的value值

public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("hello",2);
        map.put("bit",4);
        map.put("wwww",3);
        System.out.println(map);
    }

2.3.2、get(Object key) – 返回 key 对应的 value

根据对应的key值返回对应的value值

public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("hello",2);
        map.put("bit",4);
        map.put("wwww",3);
        System.out.println(map.get("bit"));
    }

2.3.3、 getOrDefault(Object key, V defaultValue) 返回 key 对应的 value，key 不存在，返回默认值

public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("hello",2);
        map.put("bit",4);
        map.put("wwww",3);
        System.out.println(map.getOrDefault("AAA",18));
    }

2.3.4、remove(Object key) 删除 key 对应的映射关系

public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("hello",2);
        map.put("bit",4);
        map.put("wwww",3);
        System.out.println(map);
        map.remove("bit");
        System.out.println(map);
    }

2.3.5、Set> entrySet() 返回所有的 key-value 映射关系

2.3.6、Set keySet() - 返回所有 key 的不重复集合

至于为什么说 keySet方法 是返回不重复的集合。
是因为 Set 中 相同的数据只能存储一次。也就说Set里面存储的元素都是不同的。
这个在讲到Set的时候，你们就明白了。
而在 Map 中 存储 相同的元素，也有着自身的特点。
其 value 会根据最后一次的put的value值，进行更新。

2.3.7、boolean containsKey(Object key) - 判断是否包含 key

2.3.8、boolean containsValue(Object value) 判断是否包含 value

注意：
1、Map 是一个接口，不能直接实例化对象，如果实例化对象只能实例化其实现类 TreeMap 和 HashMap。
 
2、Map中存储“键值对” 的 Key 是唯一的，value 是可重复的。
 
3、在 TreeMap 中插入“键值对”时，key不能为null，否则就会抛出【NullPointerException异常】，但是Value可以为null。【HashMap 就没有这个问题】
 
4、Map 中的 Key 可以全部分离出来，存储到 Set中来进行访问（因为 Key 是不能重复）。
 
5、Map 中的 Value 可以全部分离出来，存储在 Collection 的 任何一个子集合中（value可能有重复）。
 
6、Map 中 “键值对” 的 Key 不能直接修改**，value可以修改，如果要修改 Key，只能先将Key删除掉，然后再来进行重新插入。
 
7、TreeMap 和 HashMap 的区别

三、Set 的说明

Set官方文档

Set与Map主要的不同有两点：Set是继承自Collection的接口类，Set中只存储了Key。
而 Map 是一个单独的接口，Map 中 存储 Key - Value
另外，Set 又称集合【Set 的汉语意思就是 集合】，它具有去重的功能，相同的元素，它只存储一个。

3.1、常见方法说明

3.1.1、boolean add(E e) 添加元素，但重复元素不会被添加成功

3.1.2、void clear() 清空集合

3.1.3、boolean contains(Object o) - 判断 o 是否在集合中

3.1.4、Iterator iterator() 返回迭代器

可参考 java -数据结构，List相关基础知识

3.1.5、boolean remove(Object o) 删除集合中的 o

3.1.6、int size() 返回set中元素的个数

3.1.7、boolean isEmpty() 检测set是否为空，空返回true，否则返回false

3.1.8、Object[] toArray() 将set中的元素转换为数组返回

注意：

1. Set是继承自Collection的一个接口类
2. Set中只存储了key，并且要求key一定要唯一
3. Set的底层是使用Map来实现的，其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的
4. Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重
5. 实现Set接口的常用类有TreeSet和HashSet，还有一个LinkedHashSet，LinkedHashSet是在HashSet的基础上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序。
6. Set中的Key不能修改，如果要修改，先将原来的删除掉，然后再重新插入
7. Set中不能插入null的key
8. TreeSet和HashSet的区别