4.Java集合总结系列：Map接口及其实现

一、Map接口

Map集合的特点是：通过key值找到对应的value值，key值是唯一的，value可以重复。Map中的元素是无序的，但是也有实现了排序的Map实现类，如：TreeMap。

上面Map接口提供的方法大致可以分为下面几种：

1、put/putAll/remove/clear  增加删除     get/values 获取值

2、containKey/containValue 判断

3、entrySet/keySet 获取迭代

4、equals/hashcode 比较

基本上所有的 Map 接口实现类都使用 put() 方法存入数据、用get() 方法去除数据，使用 entrySet/keySet 迭代获取 Map 数据。

package com.chanshuyi.collection.map;

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;

public class HashMapTest {

    public static void main(String[] args) {
        //增加
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        map.put("1", "Tom");
        map.put("2", "Marry");
        map.put("3", "Jacket");
        map.put("1", "TomCopy"); //会覆盖掉原来的key为1的Tom
        
        System.out.println("Map长度:" + map.size());
        
        //删除
        map.remove("1");
        
        //查询
        System.out.println("key为3的值：" + map.get("3"));
    }
}

所有的 Map 实现类都可以有四种方式实现Map数据的迭代：

package com.chanshuyi.collection.map;

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;

public class HashMapTest {

    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        map.put("1", "Tom");
        map.put("2", "Marry");
        map.put("3", "Jacket");
        map.put("1", "TomCopy"); //会覆盖掉原来的key为1的Tom
        
        //迭代1 keySet()
        for(String key : map.keySet()){
            System.out.print(map.get(key) + " ");
        }
        System.out.println();
        
        //迭代2 entrySet()
        Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        for(Entry<String, String> entry : entrySet){
            System.out.print(entry.getKey() + ":" + entry.getValue() + " ");
        }
        System.out.println();
        
        //迭代3 entrySet()
        Iterator<Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();
        while(it.hasNext()){
            Entry<String, String> entry = it.next();
            System.out.print(entry.getKey() + ":" + entry.getValue() + " ");
        }
        System.out.println();
        
        //迭代4  map.values()
        Collection<String> col = map.values();
        for(String str : col){
            System.out.print(str + " ");
        }
    }
}

二、HashMap实现类

HashMap 的内部结构是一个数组和链表的结构，存取数据时通过 key 计算哈希值，并将哈希值对Map大小取模确定存取位置。

如果该位置上已经有数据了，那么就通过链表的形式存在该链表上，如果没有则直接存在这个位置上。需要注意的是 HashMap 是非线程同步的，因此在多线程环境下不能使用 HashMap，否则会出现数据错误。

在使用上，HashMap 的使用和 Map 接口没什么区别，也是用 put()/get() 存取数据，用keySet()/entrySet() 迭代 Map，例子可以参考上面 Map 接口的例子，这里不再赘述。

三、Hashtable 实现类

Hashtable实现类同样实现了Map接口，其内部实现以及结构完全与HashMap相同，唯一的区别就是：Hashtable是线程同步的，而HashMap是非线程同步的。因此在多线程环境中推荐用Hashtable，而在非线程环境中用HashMap。

与HashMap一样，Hashtable也是用Map接口提供的 put/get/keySet/entrySet 进行数据操作。例子可以参考上面Map接口的例子，这里不再赘述。

四、WeakHashMap实现类

WeakHashMap 是指弱引用的 HashMap类。弱引用是 Java 引用强度中的一种，弱引用类型告诉 JVM：在你产生内存不足的时候，你可以把 WeakHashMap 类对象的空间释放。也就是说：当除了自身有对 key 有引用外，没有其他变量引用 WeakHashMap 对象，那么此 WeakHashMap 对象会自动丢弃此key对应的value值。

见实例：三个匿名字符串，WeakHashMap 只保留了它们的弱引用，而第4个是字符串直接量，系统会保留该对象的强引用。

package com.chanshuyi.collection.map;

import java.util.WeakHashMap;
  
public class WeakHashMapTest1 {  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        WeakHashMap<String, String> whm = new WeakHashMap<String, String>();  
        //添加三个键值对  
        //三个key键都是匿名字符串对象(没有其它引用)  
        whm.put(new String("语文"),new String("良好"));  
        whm.put(new String("数学"),new String("及格"));  
        whm.put(new String("英文"),new String("中等"));  
        //添加一个键值对  
        //该Key是一个系统缓存的字符串对象  
        whm.put("java",new String("中等"));  
        //输出whm,将看到四个键值对  
        System.out.println("Fitst Time:" + whm);  
        //通知系统进行垃圾回收  
        System.gc();  
        System.runFinalization();  
        //通常情况下将只看到一个键值对  
        System.out.println("Second Time:" + whm);    
    } 
} 

输出结果是：

Fitst Time:{英文=中等, java=中等, 数学=及格, 语文=良好}
Second Time:{java=中等}

五、TreeMap实现类

TreeMap类实现了SortedMap 接口，实现了 Map 集合的排序。TreeMap中实现元素排序与TreeSet的实现方式一样，有两种方式：

1、JavaBean中实现Comparable接口的compareTo()方法

package com.chanshuyi.collection.map;

import java.util.TreeMap;

public class TreeMapTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<String, Student> treeMap = new TreeMap<String, Student>();
        treeMap.put("Zpple", new Student("Tpple", 10)); //Map数据是根据key进行排序的
        treeMap.put("Tpple", new Student("Tpple", 12));    
        
        for(String key : treeMap.keySet()){
            System.out.print(treeMap.get(key) + " ");
        }
    }
}

class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    
    private int age;
    
    public Student(String name, int age) {
        super();
        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;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student s) {
        if(this.age > s.getAge()){
            return 1;    //按照自然排序
        }else if(this.age == s.getAge()){
            return 0;
        }else{
            return -1;
        }        
    }
    
    public String toString(){
        return "[" + this.name + "," + this.age + "]";
    }
}

2、构建自定义比较器（实现Comparator接口）

package com.chanshuyi.collection.map;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;

public class TreeMapTest2 {

    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<String, Student> treeMap = new TreeMap<String, Student>(new MyComparator());
        treeMap.put("Apple", new Student("Zpple", 10)); //Map数据是根据key进行排序的
        treeMap.put("Tpple", new Student("Tpple", 12));    
        
        for(String key : treeMap.keySet()){
            System.out.print(treeMap.get(key) + " ");
        }
    }
}

class MyComparator implements Comparator<String>{  //用Map的key进行比较
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {
        return o1.compareTo(o2);
    }
}