Map映射学习

一、Map的常用方法

添加操作

• V put(K key, V value)
• void putAll(Map m)

删除操作

• void clear()
• V remove(Object key)

查询操作

• V get(Object key)
• boolean containsKey(Object key)
• boolean containsValue(Object value)
• boolean isEmpty()
• int size()

元视图操作

• Set keySet()
• Collection values()
• Set> entrySet()

二、Map的遍历

• 创建Map集合
  Map map = new HashMap<>();
• 添加元素
  • map.put("java", 99);
  • map.put("c", 88);
  • map.put("c++", 93);
  • map.put("python", 96);
  • map.put("Go", 88);
• 遍历方法：
  • map.keySet();
  • map.entrySet();

遍历方式1

//获取所有的key
Set<String> keys = map.keySet();
for (String key : keys){
	//根据key获取对应的value
	Integer value = map.get(key);
	System.out.println(value);
}

遍历方式2

//获取所有的键值对
Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();

for (Map.Entry<String, Integer> entry : entries) {
    String key = entry.getKey();
    Integer value = entry.getValue();
}

三、实现类

1 HashMap实现类

特点：元素唯一（key唯一），无序，key和value都可以为null
底层结构：哈希表=数组+链表+红黑树
效率：综合效率较高

添加元素时如果和原先的key值相等，会覆盖原有的value值。判断key值唯一的依据：先比较hashCode, 然后再比较eqauls。

2 Hashtable实现类

Hashtable是线程安全的，相对来说，效率更低。key和value不能为null。HashMap是线程不安全的，效率相对较高，key和value可以为null。

3 LinkedHashMap实现类

特点：key唯一, 有序
底层结构：哈希表 + 链表（用于记录元素迭代顺序）
效率：略低于HashMap

4 TreeMap实现类

特点：key唯一，无序，但实现了对key的大小排序
底层结构：红黑树
效率：查询效率接近二分查找
要对key排序就要求：

• 元素类型必须实现Comparable接口
• 或者出创建TreeMap时传入一个Comparator比较器

5 Properties实现类

Properties是Hashtable的子类，key和value都是String字符串。
特有方法：

• getProperty(String key)
• setPropertiy(String key, String value)

6 Set和Map的关系

HashSet底层是HashMap
LinkedHashMap底层是LinkedHashMap
TreeSet底层是TreeMap

四、Collections工具类

五、底层结构和源码分析

哈希表 = 数组 + 链表 + 红黑树，将数组、链表和二叉搜索数的优点结合在一起，在增删查改时效率均高于单独的数组、链表和二叉树结构。

数据插入时会哈希分布到数组的各个位置，只有当某个位置的链表元素个数大于某个值时才会转换成红黑树。当红黑树的深度到达一定数量时，底层数组的大小也会进行扩容。

1 存储元素时的位置的计算过程

• 先计算key的hashCode值
  • 让不同的可以对应的value尽量均匀分布，
  • 但不同的哈希值进行取模运算时，高位没有参与到运算
• 二次哈希：hash值的高低16位进行异或运算
  • 进行异或运算可以将高位的值 参与到后面的取模运算
• hash容量取模运算：获取到元素的在数组中的索引位置

2 临界值

红黑树：当链表长度达到8时，并且容量达到64，转换为红黑树。当红黑树节点数量小于6时，退化为链表。

数组：当元素个数达到扩容阈值（= 容量*加载因子）时，进行扩容。默认初始容量为DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16。

加载因子默认为0.75，当到达阈值时，需要将所有元素复制到新数组中，并重新计算哈希值。因此初始容量的大小的要最好大于元素个数和负载因子的乘积。