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集合 Map接口

集合 Map接口

作者: DOB_8199 | 来源:发表于2021-02-05 23:51 被阅读0次

          |----Map接口:双列集合,用来存储一对(key - value)一对的数据    eg:高中函数:y = f(x)

                  |----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

    Map接口继承树


    Map的实现类的结构

    |----Map:双列数据,存储key-value对的数据  ---类似于高中的函数:y = f(x)

             |----HashMap:作为Map的主要实现类;线程不安全的,效率高;存储null的key和value

                      |----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时,可以按照添加的顺序实现遍历。

                           原因:在原有的HashMap底层结构基础上,添加了一对指针,指向前一个和后一个元素。 对于频繁的遍历操作,此类执行效率高于HashMap。

             |----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序,实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序。底层使用红黑树

             |----Hashtable:作为古老的实现类;线程安全的,效率低;不能存储null的key和value

                      |----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型

    HashMap的底层

            数组+链表  (jdk7及之前)

            数组+链表+红黑树 (jdk 8)

    面试题

    1. HashMap的底层实现原理?

    2. HashMap 和 Hashtable的异同?

    3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同?(暂时不讲)

    Map结构的理解

    *    Map中的key:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的key  ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() (以HashMap为例)

    *    Map中的value:无序的、可重复的,使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals()

    *    一个键值对:key-value构成了一个Entry对象。

    *    Map中的entry:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的entry

    HashMap的底层实现原理?

    以jdk7为例说明:

    添加

          HashMap map = new HashMap():

          在实例化以后,底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。

          ...可能已经执行过多次put...

          map.put(key1,value1):

          首先,调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值,此哈希值经过某种算法计算以后,得到在Entry数组中的存放位置。

          如果此位置上的数据为空,此时的key1-value1添加成功。 ----情况1

          如果此位置上的数据不为空,(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值:

                  如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同,此时key1-value1添加成功。----情况2

                  如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同,继续比较:调用key1所在类的equals(key2)方法,比较:

                          如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3

                          如果equals()返回true:使用value1替换value2。

          补充:关于情况2和情况3:此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。

    扩容

          在不断的添加过程中,会涉及到扩容问题,当超出临界值(且要存放的位置非空)时,扩容。默认的扩容方式:扩容为原来容量的2倍,并将原有的数据复制过来。

    jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同:

    *      1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组

    *      2. jdk 8底层的数组是:Node[],而非Entry[]

    *      3. 首次调用put()方法时,底层创建长度为16的数组

    *      4. jdk7底层结构只有:数组+链表。jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树。

    *        4.1 形成链表时,七上八下(jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8:旧的元素指向新的元素)

    4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时,此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。

    *      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量,16

    *      DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子:0.75

    *      threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子:16 * 0.75 => 12

    *      TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8

    *      MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

    LinkedHashMap的底层实现原理(了解)

    源码中:

    static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {

    Entry<K,V> before, after;//能够记录添加的元素的先后顺序

    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {

    super(hash, key, value, next);}}

    Map中定义的方法:

    添加、删除、修改操作:

    Object put(Object key,Object value):将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中

    void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中

    Object remove(Object key):移除指定key的key-value对,并返回value

    void clear():清空当前map中的所有数据

    元素查询的操作:

    Object get(Object key):获取指定key对应的value

    boolean containsKey(Object key):是否包含指定的key

    boolean containsValue(Object value):是否包含指定的value

    int size():返回map中key-value对的个数

    boolean isEmpty():判断当前map是否为空

    boolean equals(Object obj):判断当前map和参数对象obj是否相等

    元视图操作的方法:

    Set keySet():返回所有key构成的Set集合

    Collection values():返回所有value构成的Collection集合

    Set entrySet():返回所有key-value对构成的Set集合

    遍历Map方法:

    总结

    常用方法:

    添加:put(Object key,Object value)

    删除:remove(Object key)

    修改:put(Object key,Object value)

    查询:get(Object key)

    长度:size()

    遍历:keySet() / values() / entrySet()

    TreeMap

    向TreeMap中添加key-value,要求key必须是由同一个类创建的对象

    因为要按照key进行排序:自然排序 、定制排序

    自然排序

    Properties

    Properties

    LinkedHashMap和HashMap的区别

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