一篇文章带你搞定 Java 中 Map 接口的学习

一、Map 接口简介

Collection、Set、List 接口都属于单值的操作，即每次只能操作一个对象，而 Map 与每次操作的是一对对像，即二元偶对象，Map 中的每个元素都使用 key->value 的形式存储在集合中。
Map 接口的定义：

public interface Map<K,V>

在 Map 上也应用了泛型，必须同时设置好 key 或 value 的类型，在 Map 中每一对
key -> value都表示一个值。Map 接口中方法：

二、Map.Entry 接口简介

Map.Entry 是 Map 内部定义的一个接口，专门用来保存 key->value 的内容。定义如下：

public static interface Map.Entry<K,V>

Map.Entry 是使用 static 关键字声明的内部接口，此接口可以由外部通过“外部类.内部类”的形式直接调用。
Map.Entry 接口的常用方法：

在 Map 操作中，所有的内容都是通过 key->value 的形式保存数据，对于集合来讲实际上是将 key->value 的数据保存在 Map.Entry 的实例之后，再在 Map 集合中插入的是一个 Map.Entry 的实例化对象：

Map.Entry在集合输出时会使用到

三、 相关操作实例

如果要想使用 Map 接口也必须依靠其子类实例化，Map接口中常用的子类：

HashMap：无序存放，是新的操作类，key 不允许重复
Hashtable：无序存放，是旧的操作类，key 不允许重复
TreeMap：可以排序的 Map 集合，按集合中的 key 排序，key 不允许重复
WeakHashMap：弱引用的 Map 集合，当集合中的某些内容不再使用时清除掉无用的数据，使用 gc 进行回收
IdentifyHashMap：key 可以重复的 Map 集合

HashMap 本身是 Map 的子类，直接使用此类为 Map 接口实例化即可

1. 实例操作一：向集合中增加和取出内容

在 Map 接口中可以使用 put(Object key,Object value) 方法向集合中增加内容，之后可以使用 get(E key) 方法根据 key 找出其对应的 value。

public class Root{
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String > map = new HashMap<String, String>();//实例化 map
        map.put("1","Java");
        map.put("2","Python");
        String val = map.get("2");//根据 key 求出 value
        System.out.println("取出的内容是：" + val);
    }
}

2. 实例操作二：判断指定的 key 或 value 是否存在

如果要判断某一个指定的额 key 或 value 是否存在，可以使用 Map 接口中提供的 containsKey(Object key) 和 containsValue(Object value) 两个方法，前者判断Map集合是否存在指定的 key，后者判断 Map 集合是否存在指定的 value

public class Root{
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String > map = new HashMap<String, String>();//实例化 map
        map.put("1","Java");
        map.put("2","Python");
        if (map.containsKey("1")) {
            System.out.println("搜索的 key 存在！");
        }
        if (map.containsValue("Python")) {
            System.out.println("搜索的 Value 存在！");
        }
    }
}

3. 实例操作三：输出全部的 key

在 Map 中提供了一个叫做 keySet() 的方法，可以将一个 Map 中的全部 key 变为一个 Set 集合，一旦有了 Set 实例，就可以直接使用 Iterator 输出。但是在进行操作时一定要注意接收的 Set 集合中指定的泛型要和 Map 中的key的泛型类型保持一致

public class Root{
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String > map = new HashMap<String, String>();//实例化 map
        map.put("1","Java");
        map.put("2","Python");
        Set<String > keys = map.keySet();//得到全部的 key
        Iterator<String> iter = keys.iterator();
        System.out.print("全部的 key：");
        while (iter.hasNext()){
            String  str = iter.next();
            System.out.print(str + "、");
        }
    }
}

4. 实例操作四：输出全部的 value

如果要输出全部的 value，则使用 values() 方法，此方法的返回类型是 Collection，在进行操作时也同样需要注意泛型的类型

public class Root{
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String > map = new HashMap<String, String>();//实例化 map
        map.put("1","Java");
        map.put("2","Python");
        Collection<String > values = map.values();//得到全部的 key
        Iterator<String> iter = values.iterator();
        System.out.print("全部的 value：");
        while (iter.hasNext()){
            String  str = iter.next();
            System.out.print(str + "、");
        }
    }
}

四、排序的子类：TreeMap

TreeMap 的主要功能是按 key 排序

import java.util.*;

public class Root{
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String > map = new TreeMap<String, String>();//实例化 map
        map.put("2","Java");
        map.put("1","Python");
        map.put("3","Html");
        Set<String > keys = map.keySet();//得到全部的 key
        Iterator<String> iter = keys.iterator();
        while (iter.hasNext()){
            String  str = iter.next();
            System.out.println(str + " --> " + map.get(str));//取出 key 对应的内容
        }
    }
}

这里需要注意使用自定义类作为 key 类需要实现 Comparable 接口
因为程序中国使用的是String作为 key ，因为String 本身已经实现了 Comparable 接口，所以可以直接执行，而如果使用一个自定义的类作为 key，则此类必须实现 Comparable 接口，否则将出现类转换异常。

五、弱引用类：WeakHashMap

无论是 HashMap 还是TreeMap 都是使用强引用保存的，即里面的内容不管是否使用都始终在集合中保留，如果希望集合自动清理暂时不用的数据就使用 WeakHashMap类。这样当进行垃圾收集时会释放掉集合中的垃圾信息
WeakHashMap 的定义：

public class WeakHashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String > map = new WeakHashMap<String, String>();//实例化 map
        map.put("2","Java");
        map.put(new String("1"),new String("Python"));
        System.gc();//进行垃圾收集
        map.put("3","Html");
        System.out.println("内容：" + map);
        }
}

可以看出使用 map.put()的方式不同，会达到不同的强引用和弱引用效果

六、Map 接口的使用注意事项

1. 不能直接使用迭代输出 Map 的全部内容

对于 Map 接口来说，其本身是不能直接使用迭代（Iterator、foreach）进行输出的，因为 Map 中的每个位置存放的是一对值（key->value），而 Iterator 中每次只能找到一个值
所以，如果非要使用迭代进行输出，必须按照以下步骤（以 Iterator 输出方法为例）：
（1）将 Map 的实例通过 entrySet() 方法变为 Set 接口
（2）通过 Set 接口实例为 Iterator 实例化
（3）通过 Iterator 迭代输出，每个内容都是 Map.Entry 的对象
（4）通过 Map.Entry 进行 key->value 的分离

Map 一般很少直接输出，只是作为查询使用，而 Collection 接口在开发中主要作用是传递内容及输出。

（1）使用 Iterator 输出 Map 实例

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String > map = new HashMap<String, String>();//实例化 map
        map.put("2","Java");
        map.put("1","Python");
        map.put("3","Html");
        Set<Map.Entry<String ,String >> allSet = null;//声明一个 Set 集合，指定泛型
        allSet = map.entrySet();//将 Map 接口实例变为 Set 接口实例
        Iterator<Map.Entry<String ,String >> iter = null;//声明 Iterator 对象
        iter = allSet.iterator();//实例化 Iterator 对象
        while (iter.hasNext()){
            Map.Entry<String ,String > me = iter.next();//找到 Map.Entry 实例
            System.out.println(me.getKey() + "-->" + me.getValue());//输出 key 和 value
        }
        }
}

（2）使用 foreach 输出 Map 实例

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String > map = new HashMap<String, String>();//实例化 map
        map.put("2","Java");
        map.put("1","Python");
        map.put("3","Html");
        for (Map.Entry<String ,String> me:map.entrySet()){//输出 Set 集合
            System.out.println(me.getKey() + "-->" + me.getValue());
        }
        }
}

2. 直接使用非系统类作为 key

如果使用一个自定义的对象表示 Map 中的 key，则对象所在的类中一定要覆写 equals() 和 hashCode() 方法，否则无法找到对应的 value

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

class Person{
    private String name;
    private int age;
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public boolean equals(Object obj){//覆写 equals() 方法
        if (this ==obj){
            return true;
        }
        if (!(obj instanceof Person)){//传递进来的不是本类的对象
            return false;
        }
        Person p = (Person)obj;
        if (this.name.equals(p.name) && this.age == p.age){
            return true;//属性依次比较，相等返回
        }else {
            return false;
        }
    }
    public int hashCode(){//覆写 hashCode() 方法
        return this.name.hashCode() * this.age;//计算公式
    }
    public String toString(){
        return "姓名" + this.name + "；年龄：" + this.age;//返回信息
    }
}
public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Map<Person,String> map = null;
        map = new HashMap<Person,String >();//实例化 Map 对象
        Person per = new Person("Java",30);
        map.put(per,"Python");
        System.out.println(map.get(per));
    }
}

七、key 可以重复的 Map 集合：IdentityHashMap

前面所述的 Map 操作中 key 的值是不能重复的，如果重复会覆盖之前的内容，此时可以使用 IdentityHashMap，使用此类只有地址不相等（key1 != key2），就表示不是重复的 key，可以添加到集合中。

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Map<Person,String> map = new IdentityHashMap<Person,String >();
        map.put(new Person("张三",30),"J1");
        map.put(new Person("李四",31),"J2");
        map.put(new Person("李四",31),"J3");
        map.put(new Person("王二",32),"J4");
        Set<Map.Entry<Person,String >> allSet = null;//声明一个 Set 集合
        allSet = map.entrySet();//将 Map 接口实例为 Set 接口实例
        Iterator<Map.Entry<Person,String >> iter = null;
        iter = allSet.iterator();//实例化 Iterator 对象
        while (iter.hasNext()){
            Map.Entry<Person,String > me = iter.next();//每个对象都是 Map.Entry 实例
            System.out.println(me.getKey() + "-->" + me.getValue());//输出 key 和 value
        }
    }
}