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Java集合框架总结(5)——Map接口的使用

Java集合框架总结(5)——Map接口的使用

Map用于保存具有映射关系的数据(key-vlaue)。Map的key不允许重复,即同一个Map对象的任何两个key通过equals方法比较总是返回false

Map中包含了一个keySet()方法,用于返回Map所以key组成的Set集合。

    Map集合与Set集合元素的存储形式很像,如Set接口下有HashSet、LinkedHashSet、SortedSet(接口)、TreeSet、EnumSet等实现类和子接口,而Map接口下则有HashMap、LinkedHashMap、SortedMap(接口)、TreeMap、EnumMap等实现类和子接口。

 

    Map的value非常类似List:元素与元素之间可以重复,每个元素可以根据索引(key)来查找。

    Map有时也称为字典,或关联数组。

Map接口中定义如下方法:

  • void clear();删除Map对象中所有key-value对。
  • boolean containsKey(Object key):查询Map中是否包含指定key,如果包含则返回true。
  • boolean containsValue(Object value):查询Map中是否包含一个或多个value,如果包含则返回true。
  • Set entrySet():返回Map中所有包含的key-value对组成的Set集合,每个集合元素都是Map.Entry(Entry是Map的内部类)对象。
  • Object get(Obejct key):返回指定key所对应的value;如果此Map中不包含key,则返回null。
  • boolean isEmpty():查询该Map是否为空(即不包含任何key-value对),如果为空则返回true。
  • Set keySet():返回该Map中所有key所组成的set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对会覆盖原来的key-value对。
  • Object remove(Object key):删除指定key对应的key-value对,返回被删除key所关联的value,如果该key不存在,返回null。
  • int size():返回该Map里的key-value对的个数。
  • Collection values():返回该Map里所有value组成的Collection。

    Map接口提供了大量的实现类,如HashMap和Hashtable等,以及HashMap的子类LinkedHashMap,还有SortedMap子接口及该接口的实现类TreeMap。下面将进行详细介绍。

    Map中包括一个内部类:Entry。该类封装了一个key-value对,Entry包含三个方法:

  • Object getkey():返回该Entry里包含的key值。
  • Object getValue():返回该Entry里包含的value值。
  • Object setValue():设置该Entry里包含的value值,并返回新设置的value值。

    可以把Map理解成一个特殊的Set,只是该Set里包含的集合元素是Entry对象,而不是普通对象。

 

1、HashMap和Hashtable实现类

  HashMap和Hashtable都是Map接口的实现类,Hashtable是一个古老的Map实现类,它从JDK1.0起就有,它包含两个烦琐的方法:elements()(类似于Map接口定义的values()方法)和keys()(类似于Map接口定义的keySet()方法),现在很少使用这两种方法。

两点区别:

  • 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的性能高些;但如果多线程访问同一个Map对象,使用Hashtable实现类更好。
  • Hashtable不允许使用null作为key和value,如果为null,则引发NullPointerException异常;但HashMap可以使用null作为key或value。

  由于HashMap里的可以不能重复,所以HashMap里最多只有一对key-value值为null,但可以有无数多项key-value对的value为null。

  HashMap重写了toString()方法方法总是返回如下格式的字符串:{key1 = value1,key2 = value2..}

  HashMap、Hashtable判断两个key相等的标准是:两个key通过equasl方法比较返回ture,两个key的hashCode值相等。

LinkedHashMap类

  HashMap有一个子类:LinkedHashMap,它也是双向链表来维护key-value对的次序,该链表定义了迭代顺序,该迭代顺序与key-value对的插入顺序保持一致。

LinkedHashMap可以避免对HashMap、Hashtable里的key-value对进行排序(只要插入key-value对时保持顺序即可)。同时又可避免使用TreeMap所增加的成本。

LinkedHashMap需要维护元素的插入顺序,因此性能略低于HashMap的性能,但在迭代访问Map里的全部元素时将有很好的性能,因为它以链表来维护内部顺序。

Properties类

  Properties类是Hashtable类的子类,用于处理属性文件(例如Windows操作平台上的ini文件)。Properties类可以把Map对象和属性文件关联起来,从而可以把Map对象中的key-value对写入属性文件,也可以把属性文件中的属性名=属性值加载到Map对象中。由于属性文件里的属性名、属性值只能是字符串类型,所以Properties里的key、value都是字符串类型,该类提供了如下三个方法来修改Properties里的key、value值。

  1. String getProperty(String key):获取Properties中指定属性名对应的属性值,类似于Map的get(Object key)方法。
  2. String getProperty(String key, String defaultValue):该方法与前一个方法基本类似。该方法多一个功能,如果Properties中不存在指定key时,该方法返回默认值。
  3. Object geProperty(String key、String value):设置属性值,类似Hashtable的put方法。

提供两个读、写属性文件的方法:

  1. void load(InputStream inStream):从属性文件(以输入流表示)中加载属性名=属性值,把加载到的属性名=属性值对追加到Properties里(由于Properties是Hashtable)的子类,它不保证key-value对之间的次序)。
  2. void Store(OutputStream out, String comment):将Properties中的key-valu对写入指定属性文件(以输出流表示)。

示例程序:

public class TestProperties
{
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        Properties props = new Properties();
        //向Properties中增加属性
        props.setProperty("username" , "yeeku");
        props.setProperty("password" , "123456");
        //将Properties中的属性保存到a.ini文件中
        props.store(new FileOutputStream("a.ini") , "comment line");
        //新建一个Properties对象
        Properties props2 = new Properties();
        //向Properties中增加属性
        props2.setProperty("gender" , "male");
        //将a.ini文件中的属性名-属性值追加到props2中
        props2.load(new FileInputStream("a.ini") );
        System.out.println(props2);
    }
}

 

 

运行结果:

{password=123456, gender=male, username=yeeku}

 

2、SortedMap接口和TreeMap实现类

  Map接口派生了一个SortedMap子接口,TreeMap为其实现类。类似TreeSet排序,TreeMap也是基于红黑树对TreeMap中所有key进行排序,从而保证TreeMap中所有key-value对处于有序状态。TreeMap两种排序方法:

  1. 自然排序:TreeMap的所有key必须实现Comparable接口,而且所有key应该是同一个类的对象,否则将会抛出ClassCastExcepiton异常。
  2. 定制排序:创建TreeMap时,传入一个Comparator对象,该对象负责对TreeMap中所有key进行排序。采用定制排序时不要求Map的key实现Comparable接口。

  TreeMap中判断两个key相等的标准也是两个key通过equals比较返回true,而通过compareTo方法返回0,TreeMap即认为这两个key是相等的。

  如果使用自定义的类作为TreeMap的key,应重新该类的equals方法和compareTo方法时应有一致的返回结果:即两个key通过equals方法比较返回true时,它们通过compareTo方法比较应该返回0。如果equals方法与compareTo方法的返回结果不一致,要么该TreeMap与Map接口的规则有出入(当equals比较返回true,但CompareTo比较不返回0时),要么TreeMap处理起来性能有所下降(当compareTo比较返回0,当equals比较不返回true时)。

TreeMap中提供了系列根据key顺序来访问Map中key-value对方法:

  1. Map.Entry firstEntry():返回该Map中最小key所对应的key-value对,如果该Map为空,则返回null。
  2. Object firstKey():返回该Map中的最小key值,如果该Map为空,则返回null。
  3. Map.Entry lastEntry():返回该Map中最大key所对应的key-value对,如果该Map为空,或不存在这样的key-value都返回null。
  4. Object lastKey():返回该Map中的最大key值,如果该Map为空,或不存在这样的key都返回null。
  5. Map.Entry higherEntry(Object key):返回该Map中位于key后一位的key-value对(即大于指定key的最小key所对应的key-value对)。如果该Map为空,则返回null。
  6. Object higherKey():返回该Map中位于key后一位的key值(即大于指定key的最小key值)。如果该Map为空,或不存在这样的key都返回null。
  7. Map.Entry lowerEntry(Object key):返回该Map中位于key前一位的key-value对(即小于指定key的最大key所对应的key-value对)。如果该Map为空,或不存在这样的key-value则返回null。
  8. Object lowerKey():返回该Map中位于key前一位的key值(即小于指定key的最大key值)。如果该Map为空,或不存在这样的key都返回null。
  9. NavigableMap subMap(Object fromKey, boolean fromInclusive, Object tokey, boolean tolnclusive):返回该Map的子Map,其key的范围从fromKey(是否包括取决于第二个参数)到tokey(是否包括取决于第四个参数)。
  10. SorterMap subMap(Object fromKey, Object toKey):返回该Map的子Map,其key的范围从fromKey(包括)到toKey(不包括)。
  11. SortedMap tailMap(Object fromKey,boolean inclusive):返回该Map的子Map,其key的范围是大于fromkey(是否包括取决于第二个参数)的所有key。
  12. NavigableMap headMap(Object toKey, boolean lnclusive):返回该Map的子Map,其key的范围是小于fromKey(是否包括取决于第二个参数)的所有key。

程序示例:

//R类,重写了equals方法,如果count属性相等返回true
//重写了compareTo(Object obj)方法,如果count属性相等返回0;
class R implements Comparable
{
    int count;
    public R(int count)
    {
        this.count = count;
    }
    public String toString()
    {
        return "R(count属性:" + count + ")";
    }
    public boolean equals(Object obj)
    {
        if (this == obj)
        {
            return true;
        }
        if (obj != null
            && obj.getClass() == R.class)
        {
            R r = (R)obj;
            if (r.count == this.count)
            {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    public int compareTo(Object obj)
    {
        R r = (R)obj;
        if (this.count > r.count)
        {
            return 1;
        }
        else if (this.count == r.count)
        {
            return 0;
        }
        else
        {
            return -1;
        }
    }
}
public class TestTreeMap
{
    public static void main(String[] args)
    {
        TreeMap tm = new TreeMap();
        tm.put(new R(3) , "轻量级J2EE企业应用实战");
        tm.put(new R(-5) , "Struts2权威指南");
        tm.put(new R(9) , "ROR敏捷开发最佳实践");
        System.out.println(tm);
        //返回该TreeMap的第一个Entry对象
        System.out.println(tm.firstEntry());
        //返回该TreeMap的最后一个key值
        System.out.println(tm.lastKey());
        //返回该TreeMap的比new R(2)大的最小key值。
        System.out.println(tm.higherKey(new R(2)));
        //返回该TreeMap的比new R(2)小的最大的key-value对。
        System.out.println(tm.lowerEntry(new R(2)));
        //返回该TreeMap的子TreeMap
        System.out.println(tm.subMap(new R(-1) , new R(4)));

    }
}

 

运行结果:

{R(count属性:-5)=Struts2权威指南, R(count属性:3)=轻量级J2EE企业应用实战, R(count属性:9)=ROR敏捷开发最佳实践} 
R(count属性:-5)=Struts2权威指南 
R(count属性:9) 
R(count属性:3) 
R(count属性:-5)=Struts2权威指南 
{R(count属性:3)=轻量级J2EE企业应用实战}

Java集合框架总结(5)——Map接口的使用