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深入理解Map
阅读量:195 次
发布时间:2019-02-28

本文共 2343 字,大约阅读时间需要 7 分钟。

Map 接口的详细解释

Map 是 Java 中非常重要的抽象数据类型,它代表一种键值对的映射关系。作为集合家族中的一员,Map 和集合一样,但它不仅仅是集合,它更像是一个双向图表。以下将从 Map 的基本定义、实现类、实现方式以及相关的实现细节等方面全面探讨。


1. Map 的基本定义

Map 接口是集合家族中与同一等级的集合根接口,它表示一个键值对的映射关系。Map 中的每个键都有唯一确定的值与之对应,这种键值对的映射就是 Map。Map 的核心特征是:

  • 单一性:每个键只能对应一个值。
  • 可重复性:多个键可以对应一个值。
  • 允许空值:键和值都可以是 null
  • 通用性:键和值可以是任何引用类型的数据。

Map 取代了早期的 Dictionary 抽象类,主要目标是提供一个更简洁的接口,同时避免了反射的复杂性。


2. Map 的三种 collection 视图

Map 接口提供了三种角度来分析 Map 的内部结构:

  • KeySet

    • KeySet 是 Map 中所有键的集合,键是唯一的,存储时需要满足 equals()hashCode() 方法。
    • 通过 Map.keySet() 方法获取。
  • Values

    • Values 是 Map 中所有值的集合,允许重复。
    • 通过 Map.values() 方法获取。
  • Entry

    • Entry 是 Map 接口中的静态内部接口,表示一个键值对的映射。
    • Entry 提供了 getKey()getValue()setValue() 等方法。
    • 通过 Map.entrySet() 方法获取 Entry 集合。

  • 3. Map 的实现方式

    Map 提供了三种主要的遍历方式:

  • 通过 KeySet 遍历

    Set set = map.keySet();for (Object key : set) {    System.out.println(map.get(key));}
  • 通过 Values 遍历

    Collection values = map.values();Iterator iterator = values.iterator();while (iterator.hasNext()) {    System.out.println("value " + iterator.next());}
  • 通过 Entry 遍历

    Set entrySet = map.entrySet();for (Object o : entrySet) {    Map.Entry entry = (Map.Entry) o;    System.out.println(entry.getKey() + " / " + entry.getValue());}

  • 4. Map 的实现类

    Map 的实现类主要有四种,分别是:

  • Hashtable

    • 古老的线程安全实现,性能较低。
    • 适用于需要线程安全的场景。
  • HashMap

    • 性能非常快,且没有键值的顺序。
    • 适用于大多数场景,但不适合需要有序的操作。
  • TreeMap

    • 实现了自然顺序的 Map,键和值都可以按照升序或降序排列。
    • 性能较慢,但提供了有序的特性。
  • LinkedHashMap

    • 结合了 HashMap 和 TreeMap 的优点,键值对的存取顺序与插入顺序一致。
    • 性能比 HashMap 稍慢,但比 TreeMap 更高效。

  • 5. AbstractMap 的实现

    AbstractMap 是 Map 接口的实现类之一,许多 Map 的实现类(如 HashMap、TreeMap 等)都继承自它。AbstractMap 提供了基本的 Map 实现,包括:

  • 无参构造方法:用于创建空的 Map。
  • 参数化构造方法:用于复制其他 Map 的内容。
  • AbstractMap 中的成员变量和方法:

    • 成员变量

      • transient volatile Set keySet:保存所有键。
      • transient volatile Collection values:保存所有值。
    • 成员方法

      • put(K key, V value):重写这个方法实现具体的添加操作。
      • remove(Object key):根据键删除对应的值。
      • get(Object key):根据键查找对应的值。
      • containsKey(Object key)containsValue(Object value):检查 Map 是否包含指定的键或值。
      • size()isEmpty():返回 Map 的元素个数和是否为空。

    6. AbstractMap 的内部类

    AbstractMap 提供了两个内部类:

  • SimpleImmutableEntry

    • 不可变的键值对实现,适用于需要防止修改的场景。
  • SimpleEntry

    • 可变的键值对实现,支持修改值。

  • 7. Map 的注意事项

  • 键的选择

    • 避免使用可变的对象作为键,否则可能导致 Map 的状态混乱。
  • 值的类型

    • Map 的值可以是任意类型,但建议避免使用 Map 作为值,以减少 equals() 和 hashCode() 的复杂性。
  • 性能优化

    • 对于高频率的读取操作,建议使用 HashMap
    • 对于需要有序的操作,建议使用 TreeMapLinkedHashMap

  • 8. 总结

    Map 是 Java 集合家族中非常重要的抽象数据类型,它通过键值对的映射关系,为数据的存储和查找提供了灵活的方式。无论是简单的 HashMap,还是复杂的 ConcurrentHashMap,Map 都为开发者提供了丰富的选择。掌握 Map 的使用方法和实现原理,是每个 Java 开发人员必须具备的核心技能。

    转载地址:http://uron.baihongyu.com/

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