Map的使用

Map是Java集合框架中的一个重要接口，它代表了一个键值对（key-value）映射，其中每个键（key）对应一个值（value）。Map接口不继承Collection接口，因此它与List、Set等集合类不同。常用的Map实现类包括HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、Hashtable等。

1. Map的常见实现类

• HashMap：

• HashMap是最常用的Map实现类，底层使用哈希表来存储键值对。
• 它允许null键和null值。
• 不保证键值对的顺序，即不保证遍历时的顺序。

• LinkedHashMap：

• LinkedHashMap是HashMap的一个变种，除了维护哈希表外，还使用链表来维护元素的插入顺序。
• 它可以按照插入顺序遍历元素，也可以按照访问顺序遍历（通过构造函数设置）。

• TreeMap：

• TreeMap基于红黑树实现，自动按键的自然顺序或指定的比较器顺序排序。
• 不允许null键，但允许null值。

• Hashtable：

• Hashtable是一个早期的Map实现类，基本上和HashMap相似，但它是线程安全的，性能较低。
• 不允许null键和null值。

2. Map接口的常用方法

• put(K key, V value)：将指定的值与指定的键关联，如果键已经存在，返回旧值，并替换它。
• get(Object key)：根据指定的键获取对应的值，如果不存在则返回null。
• remove(Object key)：移除指定的键值对。
• containsKey(Object key)：检查Map中是否包含指定的键。
• containsValue(Object value)：检查Map中是否包含指定的值。
• size()：返回Map中的键值对数量。
• keySet()：返回Map中所有键的集合。
• values()：返回Map中所有值的集合。
• entrySet()：返回Map中所有键值对的Set集合。

3. 示例代码：

示例 1：使用HashMap存储和获取数据

import java.util.*;

public class MapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个HashMap
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

        // 添加键值对
        map.put("Alice", 25);
        map.put("Bob", 30);
        map.put("Charlie", 35);

        // 获取值
        System.out.println("Alice's age: " + map.get("Alice"));

        // 检查键是否存在
        if (map.containsKey("Bob")) {
            System.out.println("Bob's age: " + map.get("Bob"));
        }

        // 遍历Map中的所有键值对
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }

        // 删除键值对
        map.remove("Charlie");

        // 获取Map的大小
        System.out.println("Map size: " + map.size());
    }
}

输出：

Alice's age: 25
Bob's age: 30
Alice: 25
Bob: 30
Map size: 2

示例 2：使用LinkedHashMap保持插入顺序

import java.util.*;

public class LinkedHashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
        map.put("Alice", 25);
        map.put("Bob", 30);
        map.put("Charlie", 35);

        // 遍历Map时按插入顺序输出
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}

输出：

Alice: 25
Bob: 30
Charlie: 35

示例 3：使用TreeMap按键的自然顺序排序

import java.util.*;

public class TreeMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
        map.put("Alice", 25);
        map.put("Bob", 30);
        map.put("Charlie", 35);

        // 遍历Map时按键的自然顺序输出
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}

输出：

Alice: 25
Bob: 30
Charlie: 35

示例 4：使用Map的一些其他方法

import java.util.*;

public class MapMethodsExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("Alice", 25);
        map.put("Bob", 30);
        map.put("Charlie", 35);

        // 使用 containsKey 和 containsValue
        System.out.println("Contains key 'Alice': " + map.containsKey("Alice"));
        System.out.println("Contains value 30: " + map.containsValue(30));

        // 使用 keySet 获取所有键
        Set<String> keys = map.keySet();
        System.out.println("Keys: " + keys);

        // 使用 values 获取所有值
        Collection<Integer> values = map.values();
        System.out.println("Values: " + values);

        // 使用 entrySet 获取所有键值对
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();
        System.out.println("Entries: " + entries);
    }
}

输出：

Contains key 'Alice': true
Contains value 30: true
Keys: [Alice, Bob, Charlie]
Values: [25, 30, 35]
Entries: [Alice=25, Bob=30, Charlie=35]

4. 常见应用场景

• 存储配置：Map非常适合用来存储配置项，其中键是配置项的名称，值是对应的配置值。
• 频次统计：例如，统计一个文本中每个单词出现的次数，可以使用Map<String, Integer>。
• 缓存实现：Map可以用来实现缓存，其中键是缓存的标识符，值是缓存的内容。

5. 线程安全

• HashMap本身不是线程安全的。如果需要线程安全的Map，可以使用：

• Collections.synchronizedMap()：将普通的Map包装成线程安全的Map。
• ConcurrentHashMap：它是一个线程安全的Map实现，适用于高并发环境。