Map结构学习

1.map的基本概念

1.Map概述
  （1）Map 是一种把键对象和值对象映射的集合，
         它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。
  （2）Map没有继承于Collection接口 从Map集合中检索元素时，
         只要给出键对象，就会返回对应的值对象。 
  （3）Map是接口。

2.Map的具体实现类
  （1）HashMap：
        Map基于散列表的实现。
        插入和查询“键值对”的开销是固定的。
        可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor，
        以调整容器的性能。
   （2）LinkedHashMap
       类似于HashMap，但是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入次序，
       或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一点。
       而在迭代访问时发而更快，因为它使用链表维护内部次序。
    (3)TreeMap:
       底层是二叉树数据结构，线程不同步，可用于给Map集合中的键进行排序。 
    (4)HashTable:
       HashMap是Hashtable的轻量级实现，非线程安全的实现他们都实现了map接口，
       主要区别是HashMap键值可以为空null,效率可以高于Hashtable。
    (5)ConcurrentHashMap:
       ConcurrentHashMap通常只被看做并发效率更高的Map，
       用来替换其他线程安全的Map容器，比如Hashtable和Collections.synchronizedMap。
    (6)WeakHashMap 
       弱键(weak key)Map，Map中使用的对象也被允许释放: 
       这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”，则此“键”可以被垃圾收集器回收。
    （7）IdentifyHashMap 
       使用==代替equals()对“键”作比较的hash map
    （8）ArrayMap 

        ArrayMap是一个映射的数据结构，它设计上更多的是考虑内存的优化，内部是使用两个数组进行数据存储，

一个数组记录key的hash值，另外一个数组记录Value值，它和SparseArray一样，也会对key使用二分法进行从小到大排序，

在添加、删除、查找数据的时候都是先使用二分查找法得到相应的index，

然后通过index来进行添加、查找、删除等操作，

所以，应用场景和SparseArray的一样，如果在数据量比较大的情况下，那么它的性能将退化至少50%。

（9）SparseArray

SparseArray比HashMap更省内存，在某些条件下性能更好，

主要是因为它避免了对key的自动装箱（int转为Integer类型），

它内部则是通过两个数组来进行数据存储的，一个存储key，

另外一个存储value，为了优化性能，它内部对数据还采取了压缩的方式来表示稀疏数组的数据，从而节约内存空间。

3.Map的基本操作

Object put(Object key, Object value)：向集合中加入元素

Object remove(Object key)：删除与KEY相关的元素

void putAll(Map t)：将来自特定映像的所有元素添加给该映像

void clear()：从映像中删除所有映射

4.Map使用
这里以最常用的HashMap为例

添加数据:

Map hashMap = new HashMap<>();

for (int i = 0; i < maxCount; i++) {

hashMap.put(i, String.valueOf(i));

}

遍历entrySet方式

for (Map.Entry entry : hashMap.entrySet()) {

Integer key=entry.getKey();

String value=entry.getValue();

}

entrySet迭代器遍历方式:

Iterator> entries = hashMap.entrySet().iterator();

while (entries.hasNext()) {

Map.Entry entry = entries.next();

Integer key=entry.getKey();

String value=entry.getValue();

}

键找值遍历:

for (Integer key : hashMap.keySet()) {

String value = hashMap.get(key);

}

keySet迭代器遍历:

Iterator iterator=hashMap.keySet().iterator();

while (iterator.hasNext()) {

Integer key=iterator.next();

String value=hashMap.get(key);

}

2.HashMap源码分析

1.HashMap简介
   HashMap基于哈希表的Map接口实现，是以key-value存储形式存在。
   （除了不同步和允许使用 null 之外，HashMap 类与 Hashtable 大致相同。)

   HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。
   它的key、value都可以为null。此外，HashMap中的映射不是有序的。
   在 JDK1.8 中，HashMap 是由 数组+链表+红黑树构成，
   新增了红黑树作为底层数据结构，结构变得复杂了，但是效率也变的更高效。

2.HashMap数据结构
  在 JDK1.8 中，HashMap 是由 数组+链表+红黑树构成，
  新增了红黑树作为底层数据结构，结构变得复杂了，但是效率也变的更高效。
  当一个值中要存储到Map的时候会根据Key的值来计算出他的

  hash，通过哈希来确认到数组的位置，如果发生哈希碰撞就以链表的形式存储 
  在Object源码分析中解释过，但是这样如果链表过长来的话，HashMap会把这个链表转换成红黑树来存储。

  如下图：HashMap的存储结构