J2SE知识点摘记(二十二)

Map

1.4.1        概述

数学中的映射关系在Java中就是通过Map来实现的。它表示，里面存储的元素是一个对（pair）,我们通过一个对象，可以在这个映射关系中找到另外一个和这个对象相关的东西。

前面提到的我们对于根据帐号名得到对应的人员的信息，就属于这种情况的应用。我们讲一个人员的帐户名和这人员的信息作了一个映射关系，也就是说，我们把帐户名和人员信息当成了一个“键值对”，“键”就是帐户名，“值”就是人员信息。下面我们先看看Map 接口的常用方法。

1.4.2         常用方法

Map 接口不是 Collection 接口的继承。而是从自己的用于维护键-值关联的接口层次结构入手。按定义，该接口描述了从不重复的键到值的映射。

我们可以把这个接口方法分成三组操作：改变、查询和提供可选视图。

改变操作允许您从映射中添加和除去键-值对。键和值都可以为 null。但是，您不能把 Map 作为一个键或值添加给自身。

       Object put(Object key,Object value)：用来存放一个键-值对Map中

       Object remove(Object key)：根据key(键)，移除一个键-值对，并将值返回

       void putAll(Map mapping) ：将另外一个Map中的元素存入当前的Map中

       void clear() ：清空当前Map中的元素

查询操作允许您检查映射内容：

       Object get(Object key) ：根据key(键)取得对应的值

       boolean containsKey(Object key) ：判断Map中是否存在某键（key）

       boolean containsValue(Object value):判断Map中是否存在某值(value)

       int size():返回Map中 键-值对的个数

       boolean isEmpty() ：判断当前Map是否为空

最后一组方法允许您把键或值的组作为集合来处理。

       public Set keySet() ：返回所有的键（key），并使用Set容器存放

       public Collection values() ：返回所有的值（Value），并使用Collection存放

       public Set entrySet() ：返回一个实现 Map.Entry 接口的元素 Set

因为映射中键的集合必须是唯一的，就使用 Set 来支持。因为映射中值的集合可能不唯一，就使用 Collection 来支持。最后一个方法返回一个实现 Map.Entry 接口的元素 Set。

我们看看Map的常用实现类的比较，如下表：

	简述	实现	操作特性	成员要求
Map	保存键值对成员，基于键找值操作，使用compareTo或compare方法对键进行排序	HashMap	能满足用户对Map的通用需求	键成员可为任意Object子类的对象，但如果覆盖了equals方法，同时注意修改hashCode方法。
		TreeMap	支持对键有序地遍历，使用时建议先用HashMap增加和删除成员，最后从HashMap生成TreeMap；附加实现了SortedMap接口，支持子Map等要求顺序的操作	键成员要求实现Comparable接口，或者使用Comparator构造TreeMap键成员一般为同一类型。
		LinkedHashMap	保留键的插入顺序，用equals 方法检查键和值的相等性	成员可为任意Object子类的对象，但如果覆盖了equals方法，同时注意修改hashCode方法。

下面我们看一个简单的例子：

import java.util.*; 

public class MapTest {

public static void main(String[] args) {

      Map map1 = new HashMap();

      Map map2 = new HashMap();

      map1.put("1","aaa1");

      map1.put("2","bbb2");

      map2.put("10","aaaa10");

      map2.put("11","bbbb11");

//根据键 "1" 取得值："aaa1"

      System.out.println("map1.get(\"1\")="+map1.get("1"));

// 根据键 "1" 移除键值对"1"-"aaa1"

      System.out.println("map1.remove(\"1\")="+map1.remove("1"));  

      System.out.println("map1.get(\"1\")="+map1.get("1"));

      map1.putAll(map2);//将map2全部元素放入map1中

      map2.clear();//清空map2

      System.out.println("map1 IsEmpty?="+map1.isEmpty());

      System.out.println("map2 IsEmpty?="+map2.isEmpty());

      System.out.println("map1 中的键值对的个数size = "+map1.size());

      System.out.println("KeySet="+map1.keySet());//set

      System.out.println("values="+map1.values());//Collection

      System.out.println("entrySet="+map1.entrySet());    

      System.out.println("map1 是否包含键：11 = "+map1.containsKey("11"));  

      System.out.println("map1 是否包含值：aaa1 = "+map1.containsValue("aaa1"));

   }

}

运行输出结果为：

map1.get("1")=aaa1

map1.remove("1")=aaa1

map1.get("1")=null

map1 IsEmpty?=false

map2 IsEmpty?=true

map1 中的键值对的个数size = 3

KeySet=[10, 2, 11]

values=[aaaa10, bbb2, bbbb11]

entrySet=[10=aaaa10, 2=bbb2, 11=bbbb11]

map1 是否包含键：11 = true

map1 是否包含值：aaa1 = false

在该例子中，我们创建一个HashMap，并使用了一下Map接口中的各个方法。

其中Map中的entrySet()方法先提一下，该方法返回一个实现 Map.Entry 接口的对象集合。集合中每个对象都是底层 Map 中一个特定的键-值对。

Map.Entry 接口是Map 接口中的一个内部接口，该内部接口的实现类存放的是键值对。在下面的实现原理中，我们会对这方面再作介绍，现在我们先不管这个它的具体实现。

我们再看看排序的Map是如何使用：

import java.util.*;

public class MapSortExample {

  public static void main(String args[]) {

    Map map1 = new HashMap();

    Map map2 = new LinkedHashMap();

    for(int i=0;i<10;i++){

      double s=Math.random()*100;//产生一个随机数，并将其放入Map中

       map1.put(new Integer((int) s),"第 "+i+" 个放入的元素："+s+"\n");

       map2.put(new Integer((int) s),"第 "+i+" 个放入的元素："+s+"\n");

    }

    System.out.println("未排序前HashMap："+map1);

    System.out.println("未排序前LinkedHashMap："+map2);

    //使用TreeMap来对另外的Map进行重构和排序

    Map sortedMap = new TreeMap(map1);

    System.out.println("排序后："+sortedMap);

    System.out.println("排序后："+new TreeMap(map2));

  }

}

该程序的一次运行结果为：

未排序前HashMap：{64=第 1 个放入的元素：64.05341725531845

, 15=第 9 个放入的元素：15.249165766266382

, 2=第 4 个放入的元素：2.66794706854534

, 77=第 0 个放入的元素：77.28814965781416

, 97=第 5 个放入的元素：97.32893518378948

, 99=第 2 个放入的元素：99.99412014935982

, 60=第 8 个放入的元素：60.91451419025399

, 6=第 3 个放入的元素：6.286974058646977

, 1=第 7 个放入的元素：1.8261658496439903

, 48=第 6 个放入的元素：48.736039522423106

}

未排序前LinkedHashMap：{77=第 0 个放入的元素：77.28814965781416

, 64=第 1 个放入的元素：64.05341725531845

, 99=第 2 个放入的元素：99.99412014935982

, 6=第 3 个放入的元素：6.286974058646977

, 2=第 4 个放入的元素：2.66794706854534

, 97=第 5 个放入的元素：97.32893518378948

, 48=第 6 个放入的元素：48.736039522423106

, 1=第 7 个放入的元素：1.8261658496439903

, 60=第 8 个放入的元素：60.91451419025399

, 15=第 9 个放入的元素：15.249165766266382

}

排序后：{1=第 7 个放入的元素：1.8261658496439903

, 2=第 4 个放入的元素：2.66794706854534

, 6=第 3 个放入的元素：6.286974058646977

, 15=第 9 个放入的元素：15.249165766266382

, 48=第 6 个放入的元素：48.736039522423106

, 60=第 8 个放入的元素：60.91451419025399

, 64=第 1 个放入的元素：64.05341725531845

, 77=第 0 个放入的元素：77.28814965781416

, 97=第 5 个放入的元素：97.32893518378948

, 99=第 2 个放入的元素：99.99412014935982

}

排序后：{1=第 7 个放入的元素：1.8261658496439903

, 2=第 4 个放入的元素：2.66794706854534

, 6=第 3 个放入的元素：6.286974058646977

, 15=第 9 个放入的元素：15.249165766266382

, 48=第 6 个放入的元素：48.736039522423106

, 60=第 8 个放入的元素：60.91451419025399

, 64=第 1 个放入的元素：64.05341725531845

, 77=第 0 个放入的元素：77.28814965781416

, 97=第 5 个放入的元素：97.32893518378948

, 99=第 2 个放入的元素：99.99412014935982

}

从运行结果，我们可以看出，HashMap的存入顺序和输出顺序无关。而LinkedHashMap 则保留了键值对的存入顺序。TreeMap则是对Map中的元素进行排序。在实际的使用中我们也经常这样做：使用HashMap或者LinkedHashMap 来存放元素，当所有的元素都存放完成后，如果使用则是需要一个经过排序的Map的话，我们再使用TreeMap来重构原来的Map对象。这样做的好处是：因为HashMap和LinkedHashMap 存储数据的速度比直接使用TreeMap 要快，存取效率要高。当完成了所有的元素的存放后，我们再对整个的Map中的元素进行排序。这样可以提高整个程序的运行的效率，缩短执行时间。

这里需要注意的是，TreeMap中是根据键（Key）进行排序的。而如果我们要使用TreeMap来进行正常的排序的话，Key 中存放的对象必须实现Comparable 接口。