有关Java中集合的知识

Java Map 集合完整知识点

一、Map 基础概述

1. 存储结构： java.util.Map<K,V>  是键值对(Key-Value)双列集合， K  键、 V  值，键唯一，值可重复
2. 特点

• 键(Key)：不可重复，一个键只能对应一个值
• 值(Value)：可重复，多个键可以映射同一个值
• 一个键值对是一个 Entry 对象，Map底层存放 Entry
• 无序（部分实现类有序），没有索引，不能用普通for循环遍历
  3. 与Collection区别：Collection是单列集合（只存一个元素），Map双列（一对元素）

二、常用实现类对比

实现类 底层结构 键是否允许null 有序性 线程安全 适用场景
HashMap 数组+链表+红黑树 键最多一个null，值任意null 无序 不安全，效率最高 绝大多数日常开发，查询增删快
LinkedHashMap HashMap+双向链表 同HashMap 插入顺序有序 不安全 需要保留存入顺序的场景
TreeMap 红黑树 不允许null键 按键自然排序/自定义排序 不安全 需要对key自动排序
Hashtable 数组+链表 键和值都不允许null 无序 安全，加synchronized 基本淘汰，遗留老代码
Properties 继承Hashtable 键值只能是String 无序 安全 读取配置文件xxx.properties

核心类重点讲解

1. HashMap（最常用）

• JDK1.8优化：链表长度>8且数组长度≥64，转为红黑树；红黑树节点<6转回链表
• 默认初始容量 16 ，负载因子 0.75 ：元素个数 > 容量*0.75 自动扩容为2倍
• 键的自定义类：必须重写hashCode()和equals()，保证相同对象哈希值相等、equals相等

2. LinkedHashMap

继承HashMap，额外维护双向链表记录插入顺序，遍历顺序=存入顺序
可以构造访问顺序模式（LRU缓存底层）

3. TreeMap

key必须实现 Comparable 接口，或创建TreeMap时传入 Comparator 比较器
自动按照key升序/自定义规则排序

三、Map 常用API方法

1. 添加/修改

java

V put(K key, V value)
// 键不存在：新增，返回null；键已存在：覆盖旧值，返回被覆盖的旧值

void putAll(Map<? extends K,? extends V> m) // 批量导入另一个map

2. 删除

java

V remove(Object key) // 根据键删除，返回被删除的值
boolean remove(Object key, Object value) // 键值匹配才删除
void clear() // 清空所有元素

3. 查询/判断

java

V get(Object key) // 根据key取值，不存在返回null
V getOrDefault(K key, V defaultValue) // 不存在返回默认值（推荐）

boolean containsKey(Object key) // 是否包含某个键
boolean containsValue(Object value) // 是否包含某个值

int size() // 获取键值对数量
boolean isEmpty() // 判断是否为空

4. 集合视图（遍历必备）

java

Set keySet() // 获取所有key的Set集合
Collection values() // 获取所有value的集合
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() // 获取所有键值对对象Entry的Set

四、Map 四种遍历方式

java

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("张三", 20);
map.put("李四", 22);

方式1：keySet() 先遍历key，再get取值（常用）

java

Set keys = map.keySet();
for (String key : keys) {
Integer val = map.get(key);
System.out.println(key + "=" + val);
}

方式2：entrySet() 获取键值对（效率最高，大数据优先）

java

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

方式3：forEach Lambda（简洁，JDK8+）

java

map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + ":" + v));

方式4：迭代器遍历

java

Iterator<Map.Entry<String,Integer>> it = map.entrySet().iterator();
while(it.hasNext()){
Map.Entry<String,Integer> e = it.next();
}

五、JDK8 新增常用方法

1.  computeIfAbsent(key, 函数) ：key不存在才计算赋值，存在不改动
2.  computeIfPresent(key, 函数) ：key存在才修改value
3.  merge(key, newValue, 合并函数) ：不存在就存入，存在则新旧值合并

示例：统计字符串字符出现次数

java

String s = "aabbbcc";
HashMap<Character, Integer> count = new HashMap<>();
for (char c : s.toCharArray()) {
count.merge(c, 1, Integer::sum);
}

六、使用注意事项

1. HashMap键自定义类必须重写hashCode+equals
只重写equals不重写hashCode：两个相等对象哈希值不同，会存成两个键
2. 多线程环境不要用HashMap，并发扩容会死循环、数据丢失
线程安全替代： ConcurrentHashMap （高并发首选，分段锁，性能远优于Hashtable）
3. TreeMap的key不能为null，且必须具备比较规则
4. 尽量使用 getOrDefault 代替get，避免null空指针