【JavaSE】Java基础语法(三十)：HashMap与TreeMap

1. HashMap

1.1 HashMap集合概述和特点

• HashMap底层是哈希表结构的
• 依赖hashCode方法和equals方法保证键的唯一
• 如果键要存储的是自定义对象，需要重写hashCode和equals方法

1.2 HashMap集合应用案例

案例需求

• 创建一个HashMap集合，键是学生对象(Student)，值是居住地 (String)。存储多个元素，并
  遍历。
• 要求保证键的唯一性：如果学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

代码实现

public class Student {private String name;private int age;public Student() {}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;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Student student = (Student) o;if (age != student.age) return false;return name != null ? name.equals(student.name) : student.name ==null;}@Overridepublic int hashCode() {int result = name != null ? name.hashCode() : 0;result = 31 * result + age;return result;}
}

public class HashMapDemo {public static void main(String[] args) {//创建HashMap集合对象HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>();//创建学生对象Student s1 = new Student("刘亦菲", 30);Student s2 = new Student("宋祖儿", 35);Student s3 = new Student("林黛玉", 33);Student s4 = new Student("林黛玉", 33);//把学生添加到集合hm.put(s1, "西安");hm.put(s2, "武汉");hm.put(s3, "郑州");hm.put(s4, "北京");//遍历集合Set<Student> keySet = hm.keySet();for (Student key : keySet) {String value = hm.get(key);System.out.println(key.getName() + "," + key.getAge() + "," + value);}}
}

2. TreeMap

2.1 TreeMap集合概述和特点

• TreeMap底层是红黑树结构
• 依赖自然排序或者比较器排序,对键进行排序
• 如果键存储的是自定义对象,需要实现Comparable接口或者在创建TreeMap对象时候给出比较器
  排序规则

2.2 TreeMap集合应用案例一

案例需求

• 创建一个TreeMap集合,键是学生对象(Student),值是籍贯(String),学生属性姓名和年龄,按照年
  龄进行排序并遍历
• 要求按照学生的年龄进行排序,如果年龄相同则按照姓名进行排序

代码实现

public class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int age;public Student() {}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;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic int compareTo(Student o) {//按照年龄进行排序int result = o.getAge() - this.getAge();//次要条件，按照姓名排序。result = result == 0 ? o.getName().compareTo(this.getName()) :result;return result;}
}

public class Test1 {public static void main(String[] args) {// 创建TreeMap集合对象TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>();// 创建学生对象Student s1 = new Student("xiaohei",23);Student s2 = new Student("dapang",22);Student s3 = new Student("xiaomei",22);// 将学生对象添加到TreeMap集合中tm.put(s1,"江苏");tm.put(s2,"北京");tm.put(s3,"天津");// 遍历TreeMap集合,打印每个学生的信息tm.forEach((Student key, String value)->{System.out.println(key + "---" + value);});}
}

2.3 TreeMap集合应用案例二

案例需求

• 给定一个字符串,要求统计字符串中每个字符出现的次数。
• 举例: 给定字符串是“aababcabcdabcde”,在控制台输出: “a(5)b(4)c(3)d(2)e(1)”

代码实现

public class Test2 {public static void main(String[] args) {// 给定字符串String s = "aababcabcdabcde";// 创建TreeMap集合对象,键是Character,值是IntegerTreeMap<Character,Integer> tm = new TreeMap<>();//遍历字符串，得到每一个字符for (int i = 0; i < s.length(); i++) {//c依次表示字符串中的每一个字符char c = s.charAt(i);// 判断当前遍历到的字符是否在集合中出现过if(!tm.containsKey(c)){//表示当前字符是第一次出现。tm.put(c,1);}else{//存在，表示当前字符已经出现过了//先获取这个字符已经出现的次数Integer count = tm.get(c);//自增，表示这个字符又出现了依次count++;//将自增后的结果再次添加到集合中。tm.put(c,count);}}// a（5）b（4）c（3）d（2）e（1）//System.out.println(tm);tm.forEach((Character key,Integer value)->{System.out.print(key + "（" + value + "）");});}
}

3. 总结

HashMap和TreeMap都是常用的Java集合框架中的映射类型，实现了Java中Map接口，并且具有不同的特点和使用场景。

HashMap的特点：

• 根据键的hashCode值存储数据，因此具有很快的访问速度；
• 允许使用null作为键和值；
• 不保证元素的顺序，在遍历元素时无法按照任何顺序输出。

TreeMap的特点：

• 按照键排序存储数据，因此可以保证元素按照一定顺序输出，这种顺序可以通过key的自然顺序或者自定义排序器决定；
• 不允许使用null作为键，但可以使用null作为值。

在具体使用时，需要根据数据的特点和需要进行选择。

如果需要快速的查找、插入、删除操作，并且对元素的顺序没有特别要求，那么就应该使用HashMap。

如果需要按照键排序并且对元素的顺序有明确要求，那么可以使用TreeMap。同时，在需要在多线程环境下进行操作时，可以使用ConcurrentHashMap来代替HashMap，以保证线程安全。