Java-集合（5）

Map接口

JDK8

Map接口实现子类的特点

1. Map和Collection是并列关系，Map用于保存具有映射关系的数据：Key-Value
2. Map中的key和value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象中
3. Map中的key不允许重复，原因和HashSet一样
4. Map中的value可以重复
5. Map的key可以为null，value也可以为null，但是key只能有一个null，value可以有多个null只要key不同就行
6. 常用String类为Map的key
7. key和value之间存在单向一对一关系，即通过key找到对应的value。可以理解为key相当于身份证号，value是对应的人，人可以重复名字样貌等，但是身份证不能重复。
8. 当加入一个重复的key和不重复的value时，相当于替换

测试：

public class test1 {public static void main(String[] args) {Map map = new HashMap();map.put("nbo1","张三");map.put("nbo2","李四");map.put("nbo3","王五");map.put("nbo1","李向");System.out.println(map);}
}

运行结果：
{nbo2=李四, nbo1=李向, nbo3=王五}

在之前Collection接口实现集合类，都是使用key来直接保存存储的数据。而Map接口实现集合类会使用key和value两个相互映射来保存数据，key可以看作是一个序号或者身份证号，value才是真正保存的数据

理解：Map存放的key-value是放在一个Node中的，又因为Node实现了Entry接口，所以也说一对k-v也是一个Entry**

我们知道当使用Map实现集合类存放了一个元素时，会有key和value，也就是键和值，键key可以看作是一个序号，值valuie可以看作是内容，一个序号对应一个内容，而这两个东西是存放在一个Node节点中的。但是因为Map不是Collection接口，Map没有实现iterator接口，所以要遍历不是很方便。因此在添加元素时除了会保存到table数组时，还会做一件事情就是保存到一个EntrySet集合中，EntrySet集合中的保存类型不是Node类型而是Entry类型。
但是这里的意思不是说把table中的数组都复制一份到EntrySet集合中，而是单纯的引用，也就是把EntrySet中的一个个Entry指向的还是table中的一个个Node。而为什么要做这么一件事呢，这是因为在EntrySet集合中保存的key是Set接口类型的value是Collection接口类型的，当然实际运行类型还是Node，只不过这样就可以使用迭代器了。

public class test1 {public static void main(String[] args) {Map map = new HashMap();map.put("nbo1","张三");map.put("nbo2","李四");map.put("nbo3","王五");map.put("nbo1","李向");Set set = map.entrySet();for (Object obj:set) {Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;System.out.println(entry.getClass());System.out.println(entry.getKey()+"-"+entry.getValue());}}
}

运行结果：
class java.util.HashMap$Nodenbo2-李四classjava.util.HashMap$Node
nbo1-李向
class java.util.HashMap$Node
nbo3-王五

Map接口实现类的常用方法

口语说法：key：键 ———— value：值

1. put(key,value);添加，当再次添加同一个键，但是值不同时，会对值进行替换
2. remove（key)；根据键删除这对键和值
3. get(key);根据键获取值
4. size()；获取当前集合的元素个数
5. isEmpty():判断当前集合元素个数是否为0
6. containsKey(key)；查找传入的键是否存在
7. clear:清除集合所有元素，归0

使用演示

public class test2 {public static void main(String[] args) {Map map = new HashMap();//        1. put(key,value);添加，当再次添加同一个键，但是值不同时，会对值进行替换map.put("no1","李青");map.put("no2","绿意");map.put("no1","李青");System.out.println(map);
//        2. remove（key)；根据键删除这对键和值map.remove("no1");System.out.println(map);
//        3. get(key);根据键获取值System.out.println(map.get("no2"));
//        4. size()；获取当前集合的元素个数System.out.println(map.size());
//        5. isEmpty():判断当前集合元素个数是否为0System.out.println(map.isEmpty());
//        6. containsKey(key)；查找传入的键是否存在System.out.println(map.containsKey("no2"));
//        7. clear:清除集合所有元素，归0map.clear();System.out.println(map);}
}

运行结果：
{no2=绿意, no1=李青}
{no2=绿意}
绿意
1
false
true
{}

Map接口实现类的六大遍历方式

上面了解到了map存入的数据还会有一个EntrySet集合指向table数组中的数据，所以遍历也是围绕这个来操作
Map实现接口可以分为三大类：每类有两种方式
1.获取键key，再通过键来获取值value
2.直接获取值value，但是无法通过值value获取key，所以只能输出value
3.通过EntrySet，同时获取到键和值

遍历用到的方法

1. KeySet：获取所有键
2. entrySet：获取所有键和值k-v
3. values：获取所有值

演示：

public class test3 {public static void main(String[] args) {Map map = new HashMap();map.put("no1","淘宝");map.put("no2","天猫");map.put("no3","京东");//第一类:获取所有键，再通过get方法获取值。//第一种方式:获取键后使用增强forSystem.out.println("第一种");Set set = map.keySet();for (Object key:set) {System.out.println(key+"-"+map.get(key));}System.out.println("第二种");//第二种方式:获取键后，使用迭代器Iterator iterator = set.iterator();while (iterator.hasNext()) {Object next =  iterator.next();System.out.println(next+"-"+map.get(next));}//第二类:获取所有值//第三种方式:增强for，直接输出valueSystem.out.println("第三种");Collection value = map.values();for (Object o: value) {System.out.println(o);}//第四种:使用迭代器直接输出System.out.println("第四种");Iterator iterator2 = value.iterator();while (iterator2.hasNext()) {Object next =  iterator2.next();System.out.println(next);}//第三类:获取所有键和值，再向下转型成Entry，使用它的getKey和getValue方法//第五种：获取所有键和值，增强for操作System.out.println("第五种");Set entrySet = map.entrySet();for (Object e:entrySet) {Map.Entry entry = (Map.Entry) e;System.out.println(entry.getKey()+"-"+entry.getValue());}//第六种:迭代器操作System.out.println("第六种");Iterator iterator1 = entrySet.iterator();while (iterator1.hasNext()) {Object next =  iterator1.next();Map.Entry entry = (Map.Entry) next;System.out.println(entry.getKey()+"-"+entry.getValue());}}
}

运行结果：
第一种
no2-天猫
no1-淘宝
no3-京东
第二种
no2-天猫
no1-淘宝
no3-京东
第三种
天猫
淘宝
京东
第四种
天猫
淘宝
京东
第五种
no2-天猫
no1-淘宝
no3-京东
第六种
no2-天猫
no1-淘宝
no3-京东

Map小练习

使用HashMap添加三个员工对象，要求：
键：员工id
值：员工对象

且遍历显示工资18000的员工至少使用两种遍历方式
员工类：姓名，工资，员工id

public class test4 {@SuppressWarnings({"all"})public static void main(String[] args) {HashMap map = new HashMap();staff s1 = new staff(01,"李四",16000);staff s2 = new staff(02,"王五",23000);staff s3 = new staff(03,"赵三",12000);staff s4 = new staff(04,"李明",19000);map.put(s1.id,s1);map.put(s2.id,s2);map.put(s3.id,s3);map.put(s4.id,s4);//第一种：获取直接获取所有值，判断运行类型是否是staff，如果是就向下转型，再判断薪水决定是否输出Collection c = map.values();for (Object value:c) {if (value instanceof staff){staff s = (staff) value;if (s.sal>18000){System.out.println(s);}}}//第二种：直接获取所有键和值Set entrySet = map.entrySet();for (Object entry:entrySet) {Map.Entry entry1 = (Map.Entry) entry;staff s = (staff) entry1.getValue();if (s.sal>18000){System.out.println(s);}}}
}
class staff{String name;int id;double sal;public staff(int id,String name,double sal) {this.name = name;this.id = id;this.sal = sal;}@Overridepublic String toString() {return "staff{" +"name='" + name + '\'' +", id=" + id +", sal=" + sal +'}';}
}

HashMap小结

• Map接口的常用实现类：HashMap，Hashtable，Properties，ThreeMap
• HashMap是Map接口使用频率最高的实现类
• HashMap是以key-value对的方式来存储数据的
• key不能重复，但是值可以重复，运行使用null作为存入的数据
• 如果添加相同的key，则会覆盖原来的key-value，等同于替换
• 与HashSet一样，HashMap不保证映射的顺序，因为底层是以hash表的方式来存储的（jdk8的hashMap底层：数组+链表+红黑树）
• HashMap没有实现同步，因此是线程不安全的，方法没有做同步互斥的操作，没有synchronized

HashMap底层机制及源码刨析

扩容机制

1. HashMap底层维护了Node类型的数组table，默认为null
2. 当创建对象时，将加载因子（loadfactor）初始化为0.75.也就是当table数组存放的元素数到达整体数组大小的75%时，就会进行扩容
3. 当添加k-y时，会先通过key的哈希值得到在table的索引，然后判断该索引是否有元素，如果没有则直接添加，如果有元素就判断该位置的元素key和准备添加的key是否相等，如果相等则直接替换value，如果不相等则判断是树结构还是链表结构，如果是链表结构就直接与下一个元素判断。
4. 第一次添加，需要扩容table数组容量为16，扩容临界值(threshold)为12，（16*0.75）
5. 非第一次扩容就是扩容table容量为原来的2倍，临界值也为原来的2倍，以此类推
6. 在java8中，如果一条链表的元素超过了8个且table的大小>=64就会进行树化，如果链表元素超过8个，但是table数组的大小还未超过64，那么就会先进行数组扩容，直到数组大小到达64才会进行树化

Hashtable

Hashtable也是Map接口的实现类，与HashMap是同级关系

Hashtable基本介绍

1. 存放的元素也是键和值：key-value
2. Hashtable的k-v都不能存放null，负责会抛出异常
3. Hashtable的使用方法基本上和HashMap一致
4. Hashtable是线程安全的，HashMap是线程不安全的

Hashtable底层介绍

初始

1. 底层由数组Hashtable$Entry[]初始化大小为11
2. 初始临界值threeshold 8 = 11*0.75，所以也是到75%就扩容
3. Hashtable除了第一次初始化大小，后面扩容机制为 *2+1.

Hashtable和HashMap的选择

实现类	出现版本	线程安全	效率	是否可以存null
HashMap	1.2	不安全	高	允许
Hashtable	1.0	安全	较低	不允许

Properties

Properties基本介绍

1. Properties类继承于Hahstable类，同样实现了Map接口，也是一种键key-值value的形式保存数据
2. Properties的使用特点和Hashtable类似
3. Properties还可以用于从xxx.properties文件中，加载数据到Properties类对象进行读取和修改(在IO流说明)

Properties的增删改查

public class test5 {public static void main(String[] args) {Properties properties = new Properties();//增加properties.put("no1",100);properties.put("no2",200);//删除，根据key，删除key-valueproperties.remove("no1");System.out.println(properties);//改（替换）properties.put("no2",90);System.out.println(properties);//查，根据key获取valueSystem.out.println(properties.get("no2"));}
}