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【Java】Map集合


【Java】Map集合_java


👀专栏介绍

【Java】 目前主要更新Java,一起学习一起进步。

👀本期介绍

本期主要介绍Map集合

文章目录

​​第一章 Map集合​​

​​1.1 概述​​

​​1.2 Map常用子类​​

​​1.3 Map接口中的常用方法​​

​​1.4 Map集合遍历键找值方式​​

​​1.5 Entry键值对对象​​

​​1.6 Map集合遍历键值对方式​​

​​1.7 HashMap存储自定义类型键值​​

​​1.8 LinkedHashMap​​

​​1.9 Map集合练习​​

​​第二章 补充知识点​​

​​2.1 JDK9对集合添加的优化​​

​​2.2 Debug追踪​​

​​第三章 模拟斗地主洗牌发牌​​

​​3.1 案例介绍​​

​​3.2 案例需求分析​​

​​3.3 实现代码步骤​​

第一章 Map集合

1.1 概述

现实生活中,我们常会看到这样的一种集合:IP地址与主机名,身份证号与个人,系统用户名与系统用户对象等,这种一一对应的关系,就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象,即​​java.util.Map​​接口。

我们通过查看​​Map​​​接口描述,发现​​Map​​​接口下的集合与​​Collection​​接口下的集合,它们存储数据的形式不同,如下图。

【Java】Map集合_键值对_02

  • ​Collection​​中的集合,元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
  • ​Map​​中的集合,元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。
  • ​Collection​​​中的集合称为单列集合,​​Map​​中的集合称为双列集合。
  • 需要注意的是,​​Map​​中的集合不能包含重复的键,值可以重复;每个键只能对应一个值。

1.2 Map常用子类

通过查看Map接口描述,看到Map有多个子类,这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

  • HashMap<K,V>:存储数据采用的哈希表结构,元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
  • LinkedHashMap<K,V>:HashMap下有个子类LinkedHashMap,存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致;通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

tips:Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时,要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同,也可以不同。

1.3 Map接口中的常用方法

Map接口中定义了很多方法,常用的如下:

  • ​public V put(K key, V value)​​: 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
  • ​public V remove(Object key)​​: 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除,返回被删除元素的值。
  • ​public V get(Object key)​​ 根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。
  • ​boolean containsKey(Object key)​​ 判断集合中是否包含指定的键。
  • ​public Set<K> keySet()​​: 获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。
  • ​public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()​​: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

Map接口的方法演示


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

//添加元素到集合
map.put("黄晓明", "杨颖");
map.put("文章", "马伊琍");
map.put("邓超", "孙俪");
System.out.println(map);

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

// 想要查看 黄晓明的媳妇 是谁
System.out.println(map.get("黄晓明"));
System.out.println(map.get("邓超"));
}
}


tips:

使用put方法时,若指定的键(key)在集合中没有,则没有这个键对应的值,返回null,并把指定的键值添加到集合中;

若指定的键(key)在集合中存在,则返回值为集合中键对应的值(该值为替换前的值),并把指定键所对应的值,替换成指定的新值。

1.4 Map集合遍历键找值方式

键找值方式:即通过元素中的键,获取键所对应的值

分析步骤:

  1. 获取Map中所有的键,由于键是唯一的,所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:​​keyset()​
  2. 遍历键的Set集合,得到每一个键。
  3. 根据键,获取键所对应的值。方法提示:​​get(K key)​

代码演示:

public class MapDemo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建Map集合对象
HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
//添加元素到集合
map.put("胡歌", "霍建华");
map.put("郭德纲", "于谦");
map.put("薛之谦", "大张伟");

//获取所有的键 获取键集
Set<String> keys = map.keySet();
// 遍历键集 得到 每一个键
for (String key : keys) {
//key 就是键
//获取对应值
String value = map.get(key);
System.out.println(key+"的CP是:"+value);
}
}
}

遍历图解:

【Java】Map集合_map集合_03

1.5 Entry键值对对象

我们已经知道,​​Map​​中存放的是两种对象,一种称为key(键),一种称为value(值),它们在在​​Map​​​中是一一对应关系,这一对对象又称做​​Map​​​中的一个​​Entry(项)​​​。​​Entry​​​将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象,这样我们在遍历​​Map​​​集合时,就可以从每一个键值对(​​Entry​​)对象中获取对应的键与对应的值。

既然Entry表示了一对键和值,那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法:

  • ​public K getKey()​​:获取Entry对象中的键。
  • ​public V getValue()​​:获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法:

  • ​public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()​​: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

1.6 Map集合遍历键值对方式

键值对方式:即通过集合中每个键值对(Entry)对象,获取键值对(Entry)对象中的键与值。

操作步骤与图解:

  1. 获取Map集合中,所有的键值对(Entry)对象,以Set集合形式返回。方法提示:​​entrySet()​​。
  2. 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合,得到每一个键值对(Entry)对象。
  3. 通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。 方法提示:​​getkey() getValue()​

public class MapDemo02 {
public static void main(String[] args) {
// 创建Map集合对象
HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
// 添加元素到集合
map.put("胡歌", "霍建华");
map.put("郭德纲", "于谦");
map.put("薛之谦", "大张伟");

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

// 遍历得到每一个entry对象
for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
// 解析
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key+"的CP是:"+value);
}
}
}


遍历图解:

【Java】Map集合_java_04

tips:Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

1.7 HashMap存储自定义类型键值

练习:每位学生(姓名,年龄)都有自己的家庭住址。那么,既然有对应关系,则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

注意,学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。

编写学生类:


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);
}
}


编写测试类:

public class HashMapTest {
public static void main(String[] args) {
//1,创建Hashmap集合对象。
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), "广州");
map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");

//3,取出元素。键找值方式
Set<Student>keySet = map.keySet();
for(Student key: keySet){
Stringvalue = map.get(key);
System.out.println(key.toString()+"....."+value);
}
}
}

  • 当给HashMap中存放自定义对象时,如果自定义对象作为key存在,这时要保证对象唯一,必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记,请回顾HashSet存放自定义对象)。
  • 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致,可以使用​​java.util.LinkedHashMap​​集合来存放。

1.8 LinkedHashMap

我们知道HashMap保证成对元素唯一,并且查询速度很快,可是成对元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,还要速度快怎么办呢?

在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

public class LinkedHashMapDemo {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
map.put("邓超", "孙俪");
map.put("李晨", "范冰冰");
map.put("刘德华", "朱丽倩");
Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
System.out.println(entry.getKey() + " " + entry.getValue());
}
}
}

结果:


邓超 孙俪 李晨 范冰冰 刘德华 朱丽倩


1.9 Map集合练习

需求:

计算一个字符串中每个字符出现次数。

分析:

  1. 获取一个字符串对象
  2. 创建一个Map集合,键代表字符,值代表次数。
  3. 遍历字符串得到每个字符。
  4. 判断Map中是否有该键。
  5. 如果没有,第一次出现,存储次数为1;如果有,则说明已经出现过,获取到对应的值进行++,再次存储。
  6. 打印最终结果

代码:

public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
//友情提示
System.out.println("请录入一个字符串:");
String line = new Scanner(System.in).nextLine();
// 定义 每个字符出现次数的方法
findChar(line);
}
private static void findChar(String line) {
//1:创建一个集合 存储 字符 以及其出现的次数
HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
//2:遍历字符串
for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
char c = line.charAt(i);
//判断 该字符 是否在键集中
if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
//那就是第一次
map.put(c, 1);
} else {
//先获取之前的次数
Integer count = map.get(c);
//count++;
//再次存入 更新
map.put(c, ++count);
}
}
System.out.println(map);
}
}


第二章 补充知识点

2.1 JDK9对集合添加的优化

通常,我们在代码中创建一个集合(例如,List 或 Set ),并直接用一些元素填充它。 实例化集合,几个 add方法 调用,使得代码重复。

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,添加了几种集合工厂方法,更方便创建少量元素的集合、map实例。新的List、Set、Map的静态工厂方法可以更方便地创建集合的不可变实例。

例子:

public class HelloJDK9 {  
public static void main(String[] args) {
Set<String> str1=Set.of("a","b","c");
//str1.add("c");这里编译的时候不会错,但是执行的时候会报错,因为是不可变的集合
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);
}
}


需要注意以下两点:

1:of()方法只是Map,List,Set这三个接口的静态方法,其父类接口和子类实现并没有这类方法,比如 HashSet,ArrayList等待;

2:返回的集合是不可变的;

2.2 Debug追踪

使用IDEA的断点调试功能,查看程序的运行过程

  1. 在有效代码行,点击行号右边的空白区域,设置断点,程序执行到断点将停止,我们可以手动来运行程序
  2. 【Java】Map集合_原力计划_05


  3. 点击Debug运行模式
  4. 【Java】Map集合_快捷键_06

  5. 程序停止在断点上不再执行,而IDEA最下方打开了Debug调试窗口
  6. 【Java】Map集合_快捷键_07


  7. Debug调试窗口介绍
  8. 【Java】Map集合_map集合_08


  9. 快捷键F8,代码向下执行一行,第九行执行完毕,执行到第10行(第10行还未执行)
  10. 【Java】Map集合_map集合_09


  11. 切换到控制台面板,控制台显示 请录入一个字符串: 并且等待键盘录入
  12. 【Java】Map集合_快捷键_10


  13. 快捷键F8,程序继续向后执行,执行键盘录入操作,在控制台录入数据 ababcea
  14. 【Java】Map集合_键值对_11

  15. 回车之后效果:
  16. 【Java】Map集合_map集合_12

  17. 调试界面效果:
  18. 【Java】Map集合_map集合_13

  19. 此时到达findChar方法,快捷键F7,进入方法findChar
  20. 【Java】Map集合_原力计划_14


  21. 快捷键F8 接续执行,创建了map对象,变量区域显示
  22. 【Java】Map集合_map集合_15


  23. 快捷键F8 接续执行,进入到循环中,循环变量i为 0,F8再继续执行,就获取到变量c赋值为字符‘a’ 字节值97
  24. 【Java】Map集合_原力计划_16


  25. 快捷键F8 接续执行,进入到判断语句中,因为该字符 不在Map集合键集中,再按F8执行,进入该判断中
  26. 【Java】Map集合_map集合_17


  27. 快捷键F8 接续执行,循环结束,进入下次循环,此时map中已经添加一对儿元素
  28. 【Java】Map集合_快捷键_18


  29. 快捷键F8 接续执行,进入下次循环,再继续上面的操作,我们就可以看到代码每次是如何执行的了
  30. 【Java】Map集合_快捷键_19


  31. 如果不想继续debug,那么可以使用快捷键F9,程序正常执行到结束,程序结果在控制台显示​​​​​​​
  32. 【Java】Map集合_原力计划_20


第三章 模拟斗地主洗牌发牌

3.1 案例介绍

按照斗地主的规则,完成洗牌发牌的动作。

具体规则:

  1. 组装54张扑克牌将
  2. 54张牌顺序打乱
  3. 三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌。
  4. 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌

规则:手中扑克牌从大到小的摆放顺序:大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3

3.2 案例需求分析

  1. 准备牌:

完成数字与纸牌的映射关系:

使用双列Map(HashMap)集合,完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。

  1. 洗牌:

通过数字完成洗牌发牌

  1. 发牌:

将每个人以及底牌设计为ArrayList<String>,将最后3张牌直接存放于底牌,剩余牌通过对3取模依次发牌。

存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。

将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。

  1. 看牌:

通过Map集合找到对应字符展示。

通过查询纸牌与数字的对应关系,由数字转成纸牌字符串再进行展示。

3.3 实现代码步骤

public class Poker {
public static void main(String[] args) {
/*
* 1组装54张扑克牌
*/
// 1.1 创建Map集合存储
HashMap<Integer, String> pokerMap = new HashMap<Integer, String>();
// 1.2 创建 花色集合 与 数字集合
ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();

// 1.3 存储 花色 与数字
Collections.addAll(colors, "♦", "♣", "♥", "♠");
Collections.addAll(numbers, "2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3");
// 设置 存储编号变量
int count = 1;
pokerMap.put(count++, "大王");
pokerMap.put(count++, "小王");
// 1.4 创建牌 存储到map集合中
for (String number : numbers) {
for (String color : colors) {
String card = color + number;
pokerMap.put(count++, card);
}
}
/*
* 2 将54张牌顺序打乱
*/
// 取出编号 集合
Set<Integer> numberSet = pokerMap.keySet();
// 因为要将编号打乱顺序 所以 应该先进行转换到 list集合中
ArrayList<Integer> numberList = new ArrayList<Integer>();
numberList.addAll(numberSet);

// 打乱顺序
Collections.shuffle(numberList);

// 3 完成三个玩家交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌
// 3.1 发牌的编号
// 创建三个玩家编号集合 和一个 底牌编号集合
ArrayList<Integer> noP1 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<Integer> noP2 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<Integer> noP3 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<Integer> dipaiNo = new ArrayList<Integer>();

// 3.2发牌的编号
for (int i = 0; i < numberList.size(); i++) {
// 获取该编号
Integer no = numberList.get(i);
// 发牌
// 留出底牌
if (i >= 51) {
dipaiNo.add(no);
} else {
if (i % 3 == 0) {
noP1.add(no);
} else if (i % 3 == 1) {
noP2.add(no);
} else {
noP3.add(no);
}
}
}

// 4 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌
// 4.1 对手中编号进行排序
Collections.sort(noP1);
Collections.sort(noP2);
Collections.sort(noP3);
Collections.sort(dipaiNo);

// 4.2 进行牌面的转换
// 创建三个玩家牌面集合 以及底牌牌面集合
ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();

// 4.3转换
for (Integer i : noP1) {
// 4.4 根据编号找到 牌面 pokerMap
String card = pokerMap.get(i);
// 添加到对应的 牌面集合中
player1.add(card);
}

for (Integer i : noP2) {
String card = pokerMap.get(i);
player2.add(card);
}
for (Integer i : noP3) {
String card = pokerMap.get(i);
player3.add(card);
}
for (Integer i : dipaiNo) {
String card = pokerMap.get(i);
dipai.add(card);
}

//4.5 查看
System.out.println("令狐冲:"+player1);
System.out.println("石破天:"+player2);
System.out.println("鸠摩智:"+player3);
System.out.println("底牌:"+dipai);
}
}


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