Java基础——Map集合、Java9中的不可变集合

2019-10-18 本文已影响0人 So_ProbuING

Map集合概述

Map用于保存具有映射关系的数据，Map中保存着两组值，一组用于保存map中的key一组用于保存Map中的value
Map的Key不允许重复，key和value之间存在单向一对一关系。

如果把Map里所有的key放在一起来看，它们组成了一个Set集合，所有的key没有顺序并且Key和Key之间不能重复。
如果把Map中所有的value放在一起看，又非常类似于一个List集合，value元素与元素之间可以重复，每个元素可以通过索引来查找(Map中的索引不再使用整数值而是以另一个对象作为索引)
如果要从Map中取出元素，需要提供该元素的key索引

Map集合API

void clear() ：清空该Map集合中所有的Key-Value对
boolean containKey(Object o) 查询Map中是否包含指定的key
boolean containValue(Object value) 查询Map中是否包含一个或多个value
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Key所对应的value,若没有查询到则返回Null
boolean isEmpty()：查询该Map是否为空
Set keySet()：返回该Map中所有key组成的Set集合
Object put(Object key,Object value) 添加一个key-value对。如果当前map中已有该key-value对，则新的key-value对会覆盖原来的
void putAll(Map m) 将指定Map中的key-value对复制到本map中
Object remove(Object key) 删除指定Key所对应的key-value对，返回被删除Key所关联的value,如果该key不存在返回Null
boolean remove(Object key,Object value) java8新增的方法，删除指定key、value所对应的key-value对，如果成功删除返回true 否则返回false
int size() 返回该Map里key-value的对数
Collection values() 返回该Map里所有value组成的Collection
在Mao集合中包括一个内部类Entry，该类封装了一个key-value对
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(V value) 设置该Entry里包含的value值，并返回新设置的value值

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value,只要新value不为null，就用新value覆盖原value,如果原value不为null 但新value为null，则删除原key-value对，如果原、新value同时为Null则该方法不改变任何key-value对，直接返回Null
Object computeIfAbsent(Object key,Function mappingFunction) 如果参数Key在map中对应的value为Null 则使用mappingFunction根据Key计算一个新的结果，如果结果不为Null,则覆盖原来的value。如果原Map原来不包括该Key那么该方法会添加一组Key-value对
void forEach(BiConsumer action) 新增的遍历Map集合的key-value对
boolean replace(Object key,Object value) 将Map中指定Key-value对的原value替换成新的value,如果该key-value对在map中不存在，则执行替换并返回true 否则返回false
replaceAll(BiFunction function) 该方法使用BiFunction对原key-value对执行计算，并将计算结果作为该key-value对的value值

Java8改进的HashMap和Hashtable

Hashtable是一个线程安全的Map实现，但是HashMap是线程不安全的实现
Hashtable中不允许使用Null最为key和value
HashMap里的key不能重复，所以HashMap里最多只有一个key-value对的key为null但可以有无数多个key-value对的value为null

在HashMap、Hashtable中存储获取对象，用作key的对象必须实现hashCode()方法和equals()方法

HashMap、Hashtable不能保证其中key-value对的顺序。判断两个key相等的标准是：两个key通过equals()比较返回true，两个key的hashCode值也相等

LinkedHashMap 实现类

LinkedHashMap使用双向链表来维护key-value对的次序，迭代顺序与key-value对的插入顺序保持一致。
LinkedHashMap需要维护元素的插入顺序，因此性能略低于HashMap的性能，因为以链表来维护内部顺序，所以在迭代访问Map里的全部元素时将有较好的性能。

SortedMap接口和TreeMap实现类

TreeMap就是一个红黑树数据结构
- 自然排序：TreeMap的所有key必须实现Comparable接口，而且所有的key应该是同一个类的对象
- 定制排序：创建TreeMap时，传入一个Comparator对象，该对象负责对TreeMap中的所有key进行排序，采用定制排序时不要求Map的key实现Comparable接口

想让TreeMap良好地工作，则需要重写该类的equals()方法和compareTo()方法时应保持一致的返回结果：也就是说当两个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

TreeMap API

Map.Entry fiestEntry() 返回该TreeMap中最小key所对应的key-value对
Object firstKey()：返回该Map中的最小key值
Map.Entry lastEntry()：返回该Map中最大key所对应key-value
Object lastKey() 返回该Map中的最大key值
Map.Entry higherEntry(Object key) 返回该Map中位于key后一个位的key-value对。
Object higherKey(Object key)返回Map中位于key后一位的key值（即大于指定key的最小key值）
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)
NavigableMap subMap(Object fromKey,Object toKey) 返回该Map的子Map，其key的范围是从fromkey(包括)到tokey(不包括)
SortedMap tailMap(Object fromKey) 返回该Map的子Map,其key的范围是大于fromKey的所有key
SortedMap headMap(Object toKey)返回该Map的子Map,其key的范围是小于toKey的所有key

TreeMap通常比HashMap、Hashtable要慢，因为TreeMap底层采用红黑树来管理key-value底层采用红黑树来管理key-value对

TreeMap中的key-value总是处于有序状态

WeakHashMap 实现类

WeakHashMap的key的只保留了对实际对象的弱引用，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，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

在IdentityHashMap，当且仅当两个key严格相等(key1==key2)时，IdentityHashMap才认为两个key相等，这种对于普通的HashMap而言，只有key1和key2通过equals()方法比较返回true,且它们的hashCode值需要相等

各Map实现类的性能

TreeMap通常比HashMap、Hashtable要慢，因为TreeMap底层采用红黑树来管理key-value对使用
对于一般场景，程序应考虑使用HashMap,HashMap是为了快速查询而设计的
如果程序需要一个总是排好序的Map则可以考虑使用TreeMap

Java9中新增的不可变集合

Java9中可以直接调用Set、List、Map的of()方法即可创建包含N个元素的不可变集合。
这样的不可变集合不能向集合中添加元素，也不能从集合中删除元素

Set set = Set of(1,2,3,4) //Set不可变集合
List list = List.of(1,2,3,4)//List不可变集合
Map map = Map.of("key1",1,"key2",2)//Map不可变集合