java集合 之 Map集合

Map用于保存具有映射关系的数据，具有两组值：一组用于保存Map中的key；另一组用于保存Map中的value，形成key-value的存储形式。

Map集合中包含的一些方法：

void clear():删除Map集合中的所有key-value对。

boolean containsKey(object key):查询Map集合中是否包含指定的key，如果包含，返回true。

boolean containsValue(Object value): 查询Map集合中是否包含指定的value，如果包含返回true。

set entrySet():返回Map中包含的key-value对所组成的Set集合，每个集合元素都是Map.Entry(Entry是Map的内部类)对象。

Object get(Object key):返回指定的key所对应的value；如果此Map中不包括该key，则返回null。

boolean isEmpty():查询该Map是否为空，如果为空则返回null。

set keyset():返回该map中所有key所组成的集合。

Object put(Object key,Object value):添加一个key-value对，如果当前Map中已有一个与该key相等的key-value对，则新的key-value会覆盖原来的key-value对。

void putAll(Map m):将指定Map中key-value复制到当前Map中。

Object remove(Object key):删除指定key所对应的key-value对，返回被删除key所对应的value，如果key不存在返回null。

boolean remove(Object key, Object value):删除指定key，value所对应的key-value对。如果成功删除，则返回true，否则返回false。

int size():返回该Map中key-value的个数。

Collection values():返回该Map中所有value组成的collection。

Java8为Map新增的方法：

Object compute(Object key, BiFunction remappingFunction):该方法使用remappingFunction根据原key-value对计算一个新的value。只要新的value不为null，就使用新的value覆盖原value；如果原value为null，但新value不为null，则删除原key-value对；如果原value、新value同时为null，那么该方法不改变任何key-value对，直接返回null。

Object computeIfAbsent(Object key, Function mappingFunction):如果传入的key参数在Map中对应的value为null，该方法将使用mappingFunction根据原key、value计算一个新的结果，如果该计算结果不为null，则用该计算结果覆盖原value；如果原Map原来不包括该key，该方法可能会添加一组key-value对。

Object computeIfPresent(Object key, BiFunction remappingFunction):如果传给该方法的key参数在Map中对应的value不为null，该方法将使用remappingFunction根据原key、value计算一个新结果，如果该计算结果不为null，则使用该结果覆盖原来的value；如果计算结果为null，则删除原key-value对。
void forEach(BiConsumer action):该方法是Java8为Map新增的一个遍历key-value对的方法。

Object getOrDefault(Object key, V defaultValue):获取指定的key对应的value。如果该key不存在，则返回defaultValue。

Object merge(Object key, Object value, BiFunction remappingFunction):该方法会先根据key参数获取该Map中对应的value。如果获取的value为null，则直接使用传入的value覆盖原value（在这种情况下，可能会添加一组key-value）；如果获取的value不为null，则使用remappingFunction函数根据原value、新value计算一个新的结果，并用新的结果去覆盖原有的value。

Object putIfAbsent(Object key, Object value):该方法会自动检测指定的key对应的value是否为null，如果该key对应的value为null，则使用传入的新value代替原来的null。

Object replace(Object key, Object value):将Map中指定key对应的value替换成新value。如果key在Map中不存在，该方法不会添加key-value对，而是返回null。

Boolean replace(K key, V oldValue, V newValue):将Map中指定的key-value对的原value替换成新value。如果在Map中找到指定的key-value对，则执行替换并返回true，否则返回false。

replaceAll(BiFunction function):该方法使用function对原key-value对执行计算，并将计算结果作为key-value对的value值。

Java8改进的HashMap和Hashtable实现类

HashMap和Hashtable是Map接口的典型实现类。HashMap和Hashtable存在两点典型区别：

1、   Hashtable是一个线程安全的Map实现，但HashMap是线程不安全的实现，所以HashMap比Hashtable的性能更高一些；但如果有多个线程访问同一个Map对象时，使用Hashtable会更好。

2、   Hashtable不允许使用null作为key和value，如果试图将null值放进Hashtable中，将会引发NullPointerException异常，但HashMap可以使用null作为key或value。

PS：

A、   由于HashMap中的key不能重复，所以HashMap中只能最多有一个key-value对的key为null，但可以有无数多个key-value对的value为null。

B、   Hashtable是一个古老的类，他的名字甚至没有遵守java命名规范。与Vector类似，尽量少用Hashtable实现类，即使是需要创建线程安全的Map实现类，也无需使用Hashtable实现类。

C、   HashMap和Hashtable判断两个key值相等的的标准是：两个key通过equals()方法比较返回true，两个key的Hashcode值也相等。

LinkHashMap实现类

LinkHashMap是使用双向链表来维护key-value对的次序（其实只考虑了key的次序），该链表负责维护Map的迭代顺序，迭代顺序与key-value对的插入顺序一致。

使用Properties读写属性文件

Properties是Hashtable的子类，该对象在处理属性文件时十分方便。Prooperties类将Map对象和属性文件关联起来，从而可以将Map对象中的key-value对写入属性文件中，也可以将属性文件中的“属性名=属性值”加载到Map对象中。由于属性文件中的属性名和属性值都是字符串类型，所以Properties里的key、value都是字符串类型的。

该类提供了如下三个方法来修改Properties中的key、value值：

String getProperty(String key):获取Properties中指定属性名对应的属性值，类似于Map中的get(Object key)方法。

String getProperty(String key, String defaultValue): 获取Properties中指定属性名对应的属性值，如果Properties中不存在指定的key时，则该方法指定默认值。

Object setProperty(String key, String value):设置属性值。

它还提供了两个读写属性文件的方法：

Void load(InputStream instream):从属性文件中加载key-value对，将加载到的key-value对追加到Properties中（Properties是Hashtable的子类，他不保证key-value对之间的次序）。

Void store(OutputStream out, String comments):将Properties中的Key-value对输出到指定的属性文件中。

SortedMap接口和TreeMap实现类

正如Set接口派生出SortedSet子接口，SortedSet接口有一个TreeSet实现类一样。Map接口也派生出一个SortedMap子接口，SortedMap接口也有一个TreeMap实现类。

TreeMap就是一个红黑树数据结构，每个key-value对作为红黑树的一个节点。TreeMap在存储key-value对（节点），需要根据key对节点进行排序。TreeMap保证所有的key-value对处于有序状态。TreeMap有两种排序方式：

自然排序：TreeMap的所有key必须实现Comparable接口，而且所有key必须是同一个类的对象，否则会抛出ClassCastException异常。

定制排序：创建TreeMap时，传入一个Comparator对象，该对象负责对TreeMap中的key进行排序。采用定制排序不要求TreeMap中的key实现Comparator接口。

TreeMap提供了一系列根据key顺序访问key-value对的方法。

Map.Entry firstEntry():返回该Map中最小key对应的key-value对；如果该Map为空，则返回null。

Object firstKey():返回该Map中最小的key值；如果该Map为空，则返回null。

Map.Entry lastEntry():返回该Map中最大的key所对应的key-value对；如果该Map为空或不存在这样的key，则都返回null。

Object lastKey():返回该Map中最大的key；如果该Map为空或不存在这样的key，则返回null。

Map.Entry higherEntry(Object key):返回该Map中大于指定key的后一位key-value对（大于key的最小key）。如果该Map为空，则返回null。

Object higherKey(Object key):返回该Map中大于指定key的最小key；如果该Map为空，则返回null。

Map.Entry lowerEntry(Object key):返回该Map中位于指定key前一位的key-value对（即小于指定key的最大key对应的key-value对）；如果该Map为空或不存在这样的key-value对，则返回null。

Object lowerKey(Object key):返回该Map中位于指定key前一位key（小于指定key的最大key）。如果该Map为空或不存在这样的key，则返回null。

NavigableMap subMap(Object fromKey, boolean fromInclusive, Object toKey,  boolean toInclusive):返回该Map的子Map，其key范围是从fromKey（是否包括有传入的第二个参数决定）到toKey（是否包括由第四个参数决定）。

SortedMap subMap(Object fromKey, Object toKey):返回该Map的子Map，其key值得范围是由fromKey（包括）到toKey（不包括）。

SortedMap tailMap(Object fromKey):返回该Map的子Map，其范围是大于fromKey（包括）的所有key。

NavigableMap tailMap(Object fromKey, boolean inclusive):返回该Map的子Map，其key值的范围是大于fromKey（是否包括取决于第二个参数）的所有key。

SortedMap headMap(Object tokey):返回该Map的子Map，其key的范围是小于tokey（不包括）的所有key。

NavigableMap heapMap(Object tokey, boolean inclusive):返回该Map的子Map，其key的范围是小于tokey（是否包括取决于第二个参数）的所有key。

WeakHashMap实现类

WeakHashMap与HashMap的用法基本相似。与HashMap的区别在于，HashMap的值保留了对实际对象的强引用，这意味着只要该HashMap对象不被销毁，该HashMap中的所有key所引用的对象就不会被垃圾回收，hashMap也不会主动删除这些key-value对；但WeakHashMap只保留了对实际对象的弱引用，这意味着如果WeakHashMap对象的key所引用的对象没有被其他强引用变量所引用，则这些key所引用的对象可能被垃圾回收，WeakHashMap也可能自动删除这些key所对应的key-value对。

IdentityHashMap实现类

这个Map实现类的实现机制与HashMap基本类似，但它在处理两个key值相等时比较独特：在IdentityHashMap中，当且仅当两个key严格相等（key1==key2）时，IdentityHashMap才认为这两个key相等；对于普通的HashMap而言，只要key1和key2通过equals()方法比较返回true，且它们的hashCode值相等即可。

EnumMap实现类

EnumMap是一个和枚举类一起使用的Map实现，EnumMap中的所有key都必须是单个枚举类的枚举值。创建EnumMap时必须显式或隐式的指定它对应的枚举类。EnumMap具有以下特征：

1.EnumMap在内部以数组的形式保存，所以这种实现形式十分紧凑高效。

2.EnumMap根据key的自然顺序（即枚举值在枚举类中定义顺序）来维护key-value对的顺序。当程序通过keySet()、entrySet()、values()等方法便利EnumMap是可以看到这些顺序。

3.EnumMap不允许使用null来做为key，但允许null作为value。如果试图使用null来做为key，程序将抛出NullPointerException异常。

4.创建EnumMap时必须指定一个枚举类，从而将该EnumMap和指定枚举类关联起来。