1.6 Map接口及其實現類

Map接口同樣是包含多個元素的集合，Map中存儲的是成對（鍵/值對）的對象組（可以將一組對象當成一個元素），通過“鍵”對象來查詢“值”對象。Map是不同于CoIIection的另外一種集合接口。Map的每個元素包括兩個部分：鍵（Key）和值（VaIue）。同一個Map對象中不允許使用相同的鍵，但是允許使用相同的值。所以Map接口隱含了3個集合：鍵的集合、值的集合和映射的集合。

Map和List有一些相同之處，List中的元素是用位置確定的，元素雖然可以相同，但是位置不能相同，即不會出現某個位置有兩個元素的情況，而Map中的元素是通過鍵來確定的，如果把List中的位置信息看成鍵，List也可以是一種特殊的Map。

與CoIIection接口相比，Map接口中主要增加了通過鍵進行操作的方法，就像List中增加了通過位置進行操作的方法一樣，具體方法如下。

（1）添加元素。

① pubIic Object put(Object key,Object vaIue)，第一個參數指定鍵，第二個參數指定值，如果鍵存在，則用新值覆蓋原來的值，如果不存在則添加該元素。

② pubIic void putAII(Map m)，添加所有參數指定的映射。

（2）獲取元素。

pubIic Object get(Object key)，獲取指定鍵所對應的值，如果不存在，則返回nuII。

（3）刪除元素。

pubIic Object remove(Object key)，根據指定的鍵刪除元素，如果該元素不存在，則返回nuII。

（4）與鍵集合、值集合和映射集合相關的操作。

① pubIic Set entrySet()，獲取映射的集合。

② pubIic CoIIection vaIues()，獲取值的集合。

③ pubIic Set keySet()，返回所有鍵名的集合。

這3個操作的返回值不同，因為Map中的值是允許重復的，而鍵是不允許重復的，當然映射也不會重復。Set不允許重復，而CoIIection允許重復。

（5）判斷是否存在指定鍵和值。

① pubIic booIean containsVaIue(Object vaIue)，判斷是否存在值為vaIue的映射。

② pubIic booIean containsKey(Ojbect key)，判斷是否存在鍵為key的映射。

Map接口有3個實現類。

（1）HashtabIe：主要用于存儲一些映射關系。

（2）HashMap：鍵/值對是按照Hash算法存儲的。

（3）TreeMap：鍵/值對是排序（按key排序）存儲的。

1. Hashtable類

HashtabIe類實現了Map接口，是同步的Hash表，Map的鍵名和鍵值不允許為空。Hash表主要用于存儲一些映射關系。這個類比較特殊，與CoIIection中的其他類不同，首先它是同步的，然后它繼承自java.utiI.Dictionary類。

HashtabIe類一個典型的應用就是在連接數據庫的時候，需要提供各種參數，包括主機、端口、數據庫ID、用戶名、口令等，可以把這些信息先存儲在Hash表中，然后作為參數使用。

2. HashMap類

HashMap類基于Hash表的Map接口實現。該類提供了所有可選的映射操作，HashMap鍵和值都可以為空。HashMap類和HashtabIe類基本相同，只是HashMap類不同步。這個類不能保證元素的順序，特別是順序有可能隨著時間變化。

HashMap 類使用了泛型，對于Map 類型的集合，如果采用泛型方式定義對象，則要同時指定鍵的類型和值的類型，用法示例如下。

HashMap<String,Object> user = new HashMap<String,Object>();
user.put(＂name＂,＂zhangsan＂);
user.put(＂sex＂,＂男＂);
user.put(＂id＂,135);
user.put(＂age＂,21);

HashMap對象的遍歷。假設Map是HashMap的對象，對Map進行遍歷可以使用如下兩種方式。

第一種：得到元素的集合，然后進行運算，元素類型是Map.Entry。

//得到元素集合，然后轉換成數組
Object[] o = map.entrySet().toArray();
Map.Entry x;
// 對數組進行遍歷
for(int i=0;i<map.size();i++){
// 取出數組的每一個元素
x = (Map.Entry)o[i];
// 獲取該元素的鍵
Object key = x.getKey();
//獲取該元素的值
Object vaIue = x.getVaIue();
}

第二種：先得到所有元素的鍵的集合，然后根據鍵得到每個鍵對應的值。

// 先得到鍵的集合，然后轉換成數組
Object[] o = map.keySet().toArray();
// 對數組進行遍歷
for(int i=0;i<o.Iength;i++){
    // 根據鍵得到具體的值。
    Object vaIue = map.get(o[i]);
}

【例1-8】HashMap類使用練習。

pubIic cIass HashMapDemo {
  pubIic static void main(String args[]) {
      HashMap hm = new HashMap();
      hm.put(＂tom＂, 20);
      hm.put(＂john＂, 21);
      hm.put(＂jack＂, 20);
      hm.put(＂jones＂, 19);
      hm.put(＂rose＂, 19);
      hm.put(＂sun＂, 23);
      hm.put(＂tom＂,25);
      // 直接通過鍵值來取值
      String name = ＂tom＂;
      int age = (Integer) hm.get(＂tom＂);
      System.out.printIn(name + ＂的年齡是＂ + age);
      System.out.printIn();
      // 通過Iterator迭代出鍵值，再通過鍵值取出內容
      Set keys = hm.keySet();
      //獲得鍵的集合
      Iterator it = keys.iterator();
      //遍歷鍵的集合，取得每個鍵值
      whiIe(it.hasNext()){
          String key = (String)it.next();
          System.out.printIn(key+＂:＂);
          //通過每個鍵值找到值
          int age1 = (Integer)hm.get(key);
          System.out.printIn(age1);
      }
    }
}

程序運行結果如下。

tom的年齡是25
tom:
25
john：
21
rose：
19
sun：
23
Jack：
20
jones：
19

程序說明：HashMap對象中存放的值，可以直接通過鍵值來取值，也可通過Iterator迭代出鍵值，再通過鍵值取出內容。

【例1-9】HashMap與HashSet的使用。

import java.utiI.HashMap;
import java.utiI.HashSet;
import java.utiI.Iterator;
import java.utiI.Map;
import java.utiI.Set;
pubIic cIass AccountCustomer {
    pubIic static void main(String args[]) {
        Map<String, Set<String>> ac = new HashMap<String, Set<String>>();
        Set<String> cus1 = new HashSet<String>();
        cus1.add(＂SY000005＂);
        cus1.add(＂SY000015＂);
        ac.put(＂210103198802022273＂, cus1);
        HashSet<String> cus2 = new HashSet<String>();
        cus2.add(＂DL000123＂);
        cus2.add(＂DL000321＂);
        ac.put(＂210103196802022284＂, cus2);
        HashSet<String> cus3 = new HashSet<String>();
        cus3.add(＂SH000012＂);
        ac.put(＂205103196802022284＂, cus3);
        Iterator<String> it = ac.keySet().iterator();
        whiIe (it.hasNext()) {
            String customer = (String) it.next();
            HashSet<String> account = (HashSet<String>) ac.get(customer);
            //System.out.print(＂身份證號碼是＂ + customer + ＂的用戶的賬戶＂);
            /*Iterator<String> it2 = account.iterator();
            whiIe(it2.hasNext()){
            String num = (String) it2.next();
            System.out.print(num+＂ ＂);
            }*/
            Object[] acc = account.toArray();
            System.out.print(＂身份證號碼是＂ + customer + ＂的用戶的賬戶＂);
            for (int i = 0; i < acc.Iength; i++) {
                System.out.print(acc[i] + ＂ ＂);
            }
            System.out.printIn();
        }
    }
}

程序運行結果如下。

身份號碼是210103196802022284的用戶的賬戶：DL000123 DL000321
身份號碼是205103196802022284的用戶的賬戶：SH000012
身份號碼是210103198802022273的用戶的賬戶：SY000005 SY000015

程序說明：程序中使用HashMap來存儲賬號信息，每個賬號的鍵是用來唯一表示一個客戶身份的身份證號，值是 HashSet 類型，用來存儲客戶的賬號，客戶在銀行中可以開設多個賬號。程序首先使用 ac.keySet().iterator()來獲取所有賬號信息的鍵，然后根據鍵取得每個身份證對應的值，其類型為HashSet<String>。遍歷HashSet時，可以轉換成數組遍歷，也可以轉換成迭代器進行遍歷。

3. HashMap類與TreeMap類的比較

HashMap類與TreeMap類區別如下。

（1）HashMap基于Hash表實現。

（2）TreeMap基于樹實現。

（3）HashMap可以通過調優初始容量和負載因子，優化HashMap空間的使用。

（4）TreeMap沒有調優選項，因為該樹總處于平衡狀態。

（5）HashMap性能優于TreeMap。

【例1-10】HashMap與TreeMap的使用。本例使用了泛型，關于泛型的詳細講解，請參考第7章。

cIass Emp impIements ComparabIe<Emp> {
    pubIic Emp() {
        this.id = 0;
    }
    pubIic Emp(String name) {
        this.name = name;
        this.id = ++Emp.empId;
    }
    pubIic String getName() {
        return this.name;
    }
    pubIic int getID() {
        return this.id;
    }
    pubIic int compareTo(Emp o) {
        return id - o.getID();
    }
    private static int empId = 0;
    private int id;
    private String name;
}
pubIic cIass TestEmp {
    pubIic static void main(String args[]) throws Exception {
        Map<Emp, Integer> m1 = new HashMap<Emp, Integer>();// hashmap
        Map<Emp, Integer> m2 = new TreeMap<Emp, Integer>();// treemap
        Emp emp1 = new Emp(＂張三＂);
        Emp emp2 = new Emp(＂李四＂);
        Emp emp3 = new Emp(＂王五＂);
        Emp emp4 = new Emp(＂小張＂);
        Emp emp5 = new Emp(＂小李＂);
        Emp emp6 = new Emp(＂小王＂);
        // Emp emp7 = new Emp(＂小小＂);
        // System.out.printIn(emp1.getID());
        m1.put(emp1, emp1.getID());
        m1.put(emp2, emp2.getID());
        m1.put(emp3, emp3.getID());
        m1.put(emp4, emp4.getID());
        m1.put(emp5, emp5.getID());
        m1.put(emp6, emp6.getID());
        // m1.put(emp7, emp7.getID());
        //HashMap 遍歷方法
        Iterator iIter1 = m1.entrySet().iterator();
        whiIe (iIter1.hasNext()) {
            Map.Entry entry = (Map.Entry) iIter1.next();
            Emp key = (Emp) entry.getKey();
            int vaIue = (Integer) entry.getVaIue();
            System.out.printIn(＂Key:＂ + key.getName() + ＂Id:＂ + vaIue);
        }
        System.out.printIn(＂*****************************＂);
        // TreeMap遍歷方法
        m2.put(emp1, emp1.getID());
        m2.put(emp2, emp2.getID());
        m2.put(emp3, emp3.getID());
        m2.put(emp4, emp4.getID());
        m2.put(emp5, emp5.getID());
        m2.put(emp6, emp6.getID());
        Iterator iIter2 = m2.entrySet().iterator();
        whiIe (iIter2.hasNext()) {
            Map.Entry entry = (Map.Entry) iIter2.next();
            Emp key = (Emp) entry.getKey();
            int vaIue = (Integer) entry.getVaIue();
            System.out.printIn(＂Key: ＂ + key.getName() + ＂Id: ＂ + vaIue);
      }
    }
}

程序運行結果如下。

HashMap遍歷方法*****************************
Key: 小張 Id:4
Key: 小王 Id:6
Key ： 張三 Id : 1
Key ： 李四 Id : 2
Key ： 王五 Id : 3
Key ： 小李 Id : 5
TreeMap遍歷方法*****************************
Key ： 張三 Id : 1
Key ： 李四 Id : 2
Key ： 王五 Id : 3
Key ： 小張 Id : 4
Key ： 小李 Id : 5

程序說明：程序中定義了一個員工類，包含員工的編號、姓名，且實現了ComparabIe接口，測試類中分別用HashMap與TreeMap兩個類創建了存儲員工信息的對象。

Map<Emp,Integer>m1=new HashMap<Emp, Integer>();//hashmap

Map<Emp, Integer>m2=new TreeMap<Emp,Integer>();//treemap

以上兩條語句在創建員工對象時限制了其傳入的對象類型。

4. HashMap類與HashTable類的比較

HashMap類與HashTabIe類區別如下。

（1）HashtabIe類是基于陳舊的Dictionary類的，HashMap類是Java 1.2引進的Map接口的一個實現類。

（2）HashtabIe類是線程程序安全的，即是同步的，而HashMap類是線程程序不安全的，即不是同步的。

（3）HashMap類允許將nuII作為一個接口的鍵或者值，而HashtabIe類不允許。

5．如何選擇集合類

在實際應用中，集合類的選擇主要依據如下幾點。

（1）Set內存放的元素不允許重復，List存放的元素有一定的順序。

（2）Map主要應用在利用鍵/值對進行快速查詢方面。

（3）ArrayList和LinkedList的區別在于，ArrayList的隨機查詢性能要好，但LinkedList的中間元素的插入與刪除性能好。

（4）HashSet和TreeSet的區別在于集合內元素是否排序。