Java中的Map（如果想知道Java中有关Map的知识点，那么只看这一篇就足够了！）

秋shy

13579人浏览 · 2024-08-04 13:00:33

秋shy · 2024-08-04 13:00:33 发布

前言：在Java编程语言中，集合框架（Collection Framework）提供了一系列用于存储和操作数据的接口和类。其中，Map和Set是两个非常重要的接口，分别用于存储键值对和无重复元素的集合。

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先让我们看一下本文大致的讲解内容：

1.Map概念简介

（1）Map的定义

（2）Map.Entry的说明,>

（3）Map类在Java集合类中的关系

（1）HashMap

（3）TreeMap

5.总结

1.Map概念简介

（1）Map的定义

在开始学习如何使用Java中的Map类之前，先让我们了解一下什么是Java中的Map类：

——Map类是Java集合框架中的一部分，用于存储键值对（key-value pairs）。每个键（key）对应一个值（value），键是唯一的，但值可以重复。常见的Map实现类包括HashMap、LinkedHashMap、TreeMap。

这里我们也附上官方文档中对Map的解释：Map (Java Platform SE 8 )

我相信读者如果初次学习Java中的Map类的话，可能对上面对Java中Map类的解释不能很好的理解，不过没有关系，读者继续向下阅读即可。

（2）Map.Entry<K, V>的说明

对于Map这种数据结构而言，其底层可以简单的理解为是由一个个节点进行构成的的树，而Map.Entry<K, V>就是其每一个节点。

对于Map.Entry<K, V>来说，其是Map内部实现的用来存放<key, value>键值对映射关系的内部类，该内部类中主要提供了<key, value>的获取，value的设置以及Key的比较方式：

方法	解释
K getKey()	返回 entry 中的 key
V getValue()	返回 entry 中的 value
V setValue(V value)	将键值对中的value替换为指定value

（3）Map类在Java集合类中的关系

了解了Map的定义与Map.Entry<K, V>之后，在让我们看看Map在Java集合类中的关系，如下图：

从图中我们可以看出，Map类不在实现Collection接口，而是实现Map自身接口。

——通关上边的学习了解之后，这样我们就大致的了解了Java中的Map究竟是什么东西了。

2.Map接口中常用API

Map接口提供了一些基本的方法，用于操作键值对。以下是Map接口的主要方法：

方法	解释
V get(Object key)	返回 key 对应的 value
V getOrDefault(Object key, V defaultValue)	返回 key 对应的 value，key 不存在，返回默认值
V put(K key, V value)	设置 key 对应的 value
V remove(Object key)	删除 key 对应的映射关系
Set<K> keySet()	返回所有 key 的不重复集合
Collection<V> values()	返回所有 value 的可重复集合
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet()	返回所有的 key-value 映射关系
boolean containsKey(Object key)	判断是否包含 key
boolean containsValue(Object value)	判断是否包含 value

这里我们对上述方法进行逐一使用代码进行解释：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.Collection;

public class MapMethodsExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 HashMap 实例
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        
        // V put(K key, V value): 设置 key 对应的 value
        map.put("apple", 1);
        map.put("banana", 2);
        map.put("orange", 3);
        
        // V get(Object key): 返回 key 对应的 value
        Integer appleValue = map.get("apple");
        System.out.println("Value for 'apple': " + appleValue);
        
        // V getOrDefault(Object key, V defaultValue): 返回 key 对应的 value，key 不存在，返回默认值
        Integer mangoValue = map.getOrDefault("mango", 0);
        System.out.println("Value for 'mango': " + mangoValue);
        
        // V remove(Object key): 删除 key 对应的映射关系
        Integer removedValue = map.remove("banana");
        System.out.println("Removed value for 'banana': " + removedValue);
        System.out.println("Map after removing 'banana': " + map);
        
        // Set<K> keySet(): 返回所有 key 的不重复集合
        Set<String> keys = map.keySet();
        System.out.println("Keys: " + keys);
        
        // Collection<V> values(): 返回所有 value 的可重复集合
        Collection<Integer> values = map.values();
        System.out.println("Values: " + values);
        
        // Set<Map.Entry<K, V>> entrySet(): 返回所有的 key-value 映射关系
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();
        System.out.println("Entries: " + entries);
        
        // boolean containsKey(Object key): 判断是否包含 key
        boolean containsApple = map.containsKey("apple");
        System.out.println("Contains key 'apple': " + containsApple);
        
        // boolean containsValue(Object value): 判断是否包含 value
        boolean containsValue2 = map.containsValue(2);
        System.out.println("Contains value 2: " + containsValue2);
    }
}

这样我们就大致的了解了Java中有关Map的API了！

3.Map的常见实现类

在Java汇总，常见的Map实现类包括HashMap、LinkedHashMap、TreeMap。

（1）HashMap

HashMap是最常用的Map实现类，基于哈希表实现。它允许使用null键和null值，但不保证映射的顺序。其主要特点包括：

线程不安全：多个线程同时访问时需要手动同步。
无序：不保证键值对的插入顺序。
高效：大多数操作的时间复杂度为O(1)。

以下为其代码演示：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();

        // 添加键值对
        hashMap.put("Apple", 10);
        hashMap.put("Banana", 20);
        hashMap.put("Orange", 30);
        hashMap.put("Apple", 40); // 重复键将覆盖之前的值

        // 获取值
        int value = hashMap.get("Apple");
        System.out.println("Value for 'Apple': " + value);

        // 判断是否包含键
        boolean containsKey = hashMap.containsKey("Banana");
        System.out.println("Contains key 'Banana': " + containsKey);

        // 判断是否包含值
        boolean containsValue = hashMap.containsValue(20);
        System.out.println("Contains value 20: " + containsValue);

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

        // 删除键值对
        hashMap.remove("Orange");

        // 清空映射
        hashMap.clear();

        // 判断是否为空
        boolean isEmpty = hashMap.isEmpty();
        System.out.println("Is empty: " + isEmpty);
    }
}

（2）LinkedHashMap

LinkedHashMap继承自HashMap，并且在内部使用双向链表维护键值对的插入顺序。因此LinkedHashMap是有序的Map实现类。其主要特点包括：

维护插入顺序或访问顺序。
其他特性与HashMap相同。

以下为其代码演示：

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class LinkedHashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();

        // 添加键值对
        linkedHashMap.put("Apple", 10);
        linkedHashMap.put("Banana", 20);
        linkedHashMap.put("Orange", 30);
        linkedHashMap.put("Apple", 40); // 重复键将覆盖之前的值

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

（3）TreeMap

TreeMap是基于红黑树实现的有序Map，它的键按照自然顺序或自定义比较器的顺序排序。其主要特点包括：

保证键的排序顺序。
其他特性与HashMap相似，但TreeMap的操作时间复杂度为O(log n)。

以下为其代码演示：

import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;

public class TreeMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();

        // 添加键值对
        treeMap.put("Apple", 10);
        treeMap.put("Banana", 20);
        treeMap.put("Orange", 30);
        treeMap.put("Apple", 40); // 重复键将覆盖之前的值

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

这样我们就大致的了解了Map中常见实现类了！

4.Map的实际案例

在学习完了Map概念简介、Map接口中常用API与Map的常见实现类之后，现在让我们看一下使用Map的实际案例来进一步加深对Java中Map类的理解：

以下示例展示了如何使用Map统计一段文本中每个单词出现的频率：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class WordFrequency {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "This is a sample text. This text is for demonstration purposes.";

        // 统计单词频率
        Map<String, Integer> wordCount = new HashMap<>();
        String[] words = text.split("\\s+");

        for (String word : words) {
            word = word.toLowerCase().replaceAll("[^a-zA-Z]", "");
            if (!word.isEmpty()) {
                wordCount.put(word, wordCount.getOrDefault(word, 0) + 1);
            }
        }

        // 打印结果
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : wordCount.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}