javaSE學習筆記（11）--- Map

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javaSE學習筆記（11） Map 1、Map集合 現實生活中，我們常會看到這樣的一種集合：IP地址與主機名，身份證號與個人，系統用戶名與系統用戶對象等，這種一一對應的關係，就叫做映射。Java提供了專門的集合類用來存放這種對象關係的對象，即 介面。 我們通過查看 介面描述，發現 介面下的集合與 ...


javaSE學習筆記（11）--- Map

1、Map集合

現實生活中，我們常會看到這樣的一種集合：IP地址與主機名，身份證號與個人，系統用戶名與系統用戶對象等，這種一一對應的關係，就叫做映射。Java提供了專門的集合類用來存放這種對象關係的對象，即java.util.Map介面。

我們通過查看Map介面描述，發現Map介面下的集合與Collection介面下的集合，它們存儲數據的形式不同，如下圖。

  • Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解為單身），向集合中存儲元素採用一個個元素的方式存儲。
  • Map中的集合，元素是成對存在的(理解為夫妻)。每個元素由鍵與值兩部分組成，通過鍵可以找對所對應的值。
  • Collection中的集合稱為單列集合，Map中的集合稱為雙列集合。
  • 需要註意的是，Map中的集合不能包含重覆的鍵，值可以重覆；每個鍵只能對應一個值。

Map常用子類

通過查看Map介面描述，看到Map有多個子類，這裡我們主要講解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

  • HashMap<K,V>：存儲數據採用的哈希表結構，元素的存取順序不能保證一致。由於要保證鍵的唯一、不重覆，需要重寫鍵的hashCode()方法、equals()方法。
  • LinkedHashMap<K,V>：HashMap下有個子類LinkedHashMap，存儲數據採用的哈希表結構+鏈表結構。通過鏈表結構可以保證元素的存取順序一致；通過哈希表結構可以保證的鍵的唯一、不重覆，需要重寫鍵的hashCode()方法、equals()方法。

tips：Map介面中的集合都有兩個泛型變數<K,V>,在使用時，要為兩個泛型變數賦予數據類型。兩個泛型變數<K,V>的數據類型可以相同，也可以不同。

Map介面中的常用方法

Map介面中定義了很多方法，常用的如下：

  • public V put(K key, V value): 把指定的鍵與指定的值添加到Map集合中。
  • public V remove(Object key): 把指定的鍵 所對應的鍵值對元素 在Map集合中刪除，返回被刪除元素的值。
  • public V get(Object key) 根據指定的鍵，在Map集合中獲取對應的值。
  • boolean containsKey(Object key) 判斷集合中是否包含指定的鍵。
  • public Set<K> keySet(): 獲取Map集合中所有的鍵，存儲到Set集合中。
  • public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 獲取到Map集合中所有的鍵值對對象的集合(Set集合)。

Map介面的方法演示

public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創建 map對象
        HashMap<String, String>  map = new HashMap<String, String>();

        //添加元素到集合
        map.put("黃曉明", "楊穎");
        map.put("文章", "馬伊琍");
        map.put("鄧超", "孫儷");
        System.out.println(map);

        //String remove(String key)
        System.out.println(map.remove("鄧超"));
        System.out.println(map);

        // 想要查看 黃曉明的媳婦 是誰
        System.out.println(map.get("黃曉明"));
        System.out.println(map.get("鄧超"));    
    }
}

tips:

使用put方法時，若指定的鍵(key)在集合中沒有，則沒有這個鍵對應的值，返回null，並把指定的鍵值添加到集合中；

若指定的鍵(key)在集合中存在，則返回值為集合中鍵對應的值（該值為替換前的值），並把指定鍵所對應的值，替換成指定的新值。

Map集合遍歷鍵找值方式

鍵找值方式：即通過元素中的鍵，獲取鍵所對應的值

分析步驟：

  1. 獲取Map中所有的鍵，由於鍵是唯一的，所以返回一個Set集合存儲所有的鍵。方法提示:keyset()
  2. 遍歷鍵的Set集合，得到每一個鍵。
  3. 根據鍵，獲取鍵所對應的值。方法提示:get(K key)

代碼演示：

public class MapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //創建Map集合對象 
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        //添加元素到集合 
        map.put("胡歌", "霍建華");
        map.put("郭德綱", "於謙");
        map.put("薛之謙", "大張偉");

        //獲取所有的鍵  獲取鍵集
        Set<String> keys = map.keySet();
        // 遍歷鍵集 得到 每一個鍵
        for (String key : keys) {
            //key  就是鍵
            //獲取對應值
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key+"的CP是："+value);
        }  
    }
}

遍歷圖解：

Entry鍵值對對象

我們已經知道，Map中存放的是兩種對象，一種稱為key(鍵)，一種稱為value(值)，它們在在Map中是一一對應關係，這一對對象又稱做Map中的一個Entry(項)。Entry將鍵值對的對應關係封裝成了對象。即鍵值對對象，這樣我們在遍歷Map集合時，就可以從每一個鍵值對（Entry）對象中獲取對應的鍵與對應的值。

既然Entry表示了一對鍵和值，那麼也同樣提供了獲取對應鍵和對應值得方法：

  • public K getKey()：獲取Entry對象中的鍵。
  • public V getValue()：獲取Entry對象中的值。

在Map集合中也提供了獲取所有Entry對象的方法：

  • public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 獲取到Map集合中所有的鍵值對對象的集合(Set集合)。

Map集合遍歷鍵值對方式

鍵值對方式：即通過集合中每個鍵值對(Entry)對象，獲取鍵值對(Entry)對象中的鍵與值。

操作步驟與圖解：

  1. 獲取Map集合中，所有的鍵值對(Entry)對象，以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。

  2. 遍歷包含鍵值對(Entry)對象的Set集合，得到每一個鍵值對(Entry)對象。

  3. 通過鍵值對(Entry)對象，獲取Entry對象中的鍵與值。 方法提示:getkey() getValue()

public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建Map集合對象 
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        // 添加元素到集合 
        map.put("胡歌", "霍建華");
        map.put("郭德綱", "於謙");
        map.put("薛之謙", "大張偉");

        // 獲取 所有的 entry對象  entrySet
        Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();

        // 遍歷得到每一個entry對象
        for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
            // 解析 
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();  
            System.out.println(key+"的CP是:"+value);
        }
    }
}

遍歷圖解：

tips：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach進行遍歷。但是轉成Set之後就可以使用了。

HashMap存儲自定義類型鍵值

練習：每位學生（姓名，年齡）都有自己的家庭住址。那麼，既然有對應關係，則將學生對象和家庭住址存儲到map集合中。學生作為鍵, 家庭住址作為值。

註意，學生姓名相同並且年齡相同視為同一名學生。

編寫學生類：

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        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 boolean equals(Object o) {
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

編寫測試類：

public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1,創建Hashmap集合對象。
        Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();
        //2,添加元素。
        map.put(newStudent("lisi",28), "上海");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");
        map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");
        map.put(newStudent("zhouqi",25), "廣州");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");
        
        //3,取出元素。鍵找值方式
        Set<Student>keySet = map.keySet();
        for(Student key: keySet){
            Stringvalue = map.get(key);
            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
        }
    }
}
  • 當給HashMap中存放自定義對象時，如果自定義對象作為key存在，這時要保證對象唯一，必須覆寫對象的hashCode和equals方法(如果忘記，請回顧HashSet存放自定義對象)。
  • 如果要保證map中存放的key和取出的順序一致，可以使用java.util.LinkedHashMap集合來存放。

LinkedHashMap

我們知道HashMap保證成對元素唯一，並且查詢速度很快，可是成對元素存放進去是沒有順序的，那麼我們要保證有序，還要速度快怎麼辦呢？

在HashMap下麵有一個子類LinkedHashMap，它是鏈表和哈希表組合的一個數據存儲結構。

public class LinkedHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
        map.put("鄧超", "孫儷");
        map.put("李晨", "範冰冰");
        map.put("劉德華", "朱麗倩");
        Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
            System.out.println(entry.getKey() + "  " + entry.getValue());
        }
    }
}

結果:

鄧超  孫儷
李晨  範冰冰
劉德華  朱麗倩

Map集合練習

需求：

計算一個字元串中每個字元出現次數。

分析：

  1. 獲取一個字元串對象
  2. 創建一個Map集合，鍵代表字元，值代表次數。
  3. 遍歷字元串得到每個字元。
  4. 判斷Map中是否有該鍵。
  5. 如果沒有，第一次出現，存儲次數為1；如果有，則說明已經出現過，獲取到對應的值進行++，再次存儲。
  6. 列印最終結果

代碼：

public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
        //友情提示
        System.out.println("請錄入一個字元串:");
        String line = new Scanner(System.in).nextLine();
        // 定義 每個字元出現次數的方法
        findChar(line);
    }
    private static void findChar(String line) {
        //1:創建一個集合 存儲  字元 以及其出現的次數
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
        //2:遍歷字元串
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
            char c = line.charAt(i);
            //判斷 該字元 是否在鍵集中
            if (!map.containsKey(c)) {//說明這個字元沒有出現過
                //那就是第一次
                map.put(c, 1);
            } else {
                //先獲取之前的次數
                Integer count = map.get(c);
                //count++;
                //再次存入  更新
                map.put(c, ++count);
            }
        }
        System.out.println(map);
    }
}

Map補充知識點

JDK9對集合添加的優化

通常，我們在代碼中創建一個集合（例如，List 或 Set ），並直接用一些元素填充它。 實例化集合，幾個 add方法 調用，使得代碼重覆。

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        list.add("def");
        list.add("ghi");
        System.out.println(list);
    }
}

Java 9，添加了幾種集合工廠方法,更方便創建少量元素的集合、map實例。新的List、Set、Map的靜態工廠方法可以更方便地創建集合的不可變實例。

例子：

public class HelloJDK9 {  
    public static void main(String[] args) {  
        Set<String> str1=Set.of("a","b","c");  
        //str1.add("c");這裡編譯的時候不會錯，但是執行的時候會報錯，因為是不可變的集合  
        System.out.println(str1);  
        Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2);  
        System.out.println(str2);  
        List<String> str3=List.of("a","b");  
        System.out.println(str3);  
    }  
}

需要註意以下兩點：

1:of()方法只是Map，List，Set這三個介面的靜態方法，其父類介面和子類實現並沒有這類方法，比如 HashSet，ArrayList等待；

2:返回的集合是不可變的；


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