Java集合之Map接口的实现类精解

HashMap类

1、HashMap类概述

HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类，允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序。

所有的key构成的集合是Set：无序的、不可重复的。所以，key所在的类要重写
equals()和hashCode()。
所有的value构成的集合是Collection：无序的、可重复的。所以，value所在的类
要重写equals()。

一个key-value构成一个entry，所有的entry构成的集合是Set：无序的、不可重复的。

HashMap判断两个 key 相等的标准：两个 key 通过 equals() 方法返回 true，
hashCode() 值也相等。
HashMap判断两个 value 相等的标准：两个 value 通过 equals() 方法返回 true。

2、HashMap的存储结构（底层实现原理）

HashMap map = new HashMap()

（以JDK1.7说明）
在实例化以后，底层就创建了长度为16的一维数组Entry[] table。

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))，则继续比较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)
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。
在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，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。

JDK1.8相较于JDK1.7在底层实现方面的不同：
①new HashMap()，底层还没有创建一个长度为16的数组
②JDK1.8底层的数组是: Node[]，而非Entry[]
③首次调用put()方法时，底层才创建长度为16的数组Node[]
④形成链表结构时，新添加的key-value对在链表的尾部（七上八下）
⑤JDK1.7底层结构只有“数组+链表”，JDK1.8中底层结构为“数组+链表+红黑树”。
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有数据改为使用红黑树存储。

3、HashMap源码中的重要常量

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY: HashMap的默认容量，16
MAXIMUM_CAPACITY： HashMap的最大支持容量，2^30
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子，0.75
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值8，转化为红黑树
UNTREEIFY_THRESHOLD：Bucket中红黑树存储的Node小于该默认值6，转化为链表
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量。（当桶中Node的数量大到需要变红黑树时，若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY时，此时应执行resize扩容操作这个MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4倍为64。）
table：存储元素的数组，总是2的n次幂
entrySet：存储具体元素的集
size：HashMap中存储的键值对的数量
modCount：HashMap扩容和结构改变的次数。
threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子
loadFactor：填充因子

LinkedHashMap类

LinkedHashMap 是 HashMap 的子类

在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加元素的顺序

与LinkedHashSet类似，LinkedHashMap 可以维护 Map 的迭代顺序：迭代顺序与 Key-Value 对的插入顺序一致

TreeMap类

1、TreeMap类概述

TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 key 进行排序。TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 处于有序状态。

TreeSet底层使用红黑树结构存储数据。

TreeMap 的 Key 的排序：
①自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有
的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException。
②定制排序：创建 TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对
TreeMap 中的所有 key 进行排序，此时不需要 Map的Key实现Comparable接口。

TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。

2、自然排序

import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-22-22:59
* @Description:
*/

class user implements Comparable{
  String name;
  int age;

  public user(String name, int age) {
      this.name = name;
      this.age = age;
  }

  @Override
  public String toString() {
      return "user{" +
              "name='" + name + '\'' +
              ", age=" + age +
              '}';
  }

  @Override
  public int compareTo(Object o) {
      if (o instanceof user){
          user other = (user) o;
          Integer nameResult = this.name.compareTo(other.name);
          if (nameResult == 0){
              return Integer.compare(this.age,other.age);
          }else return nameResult;
      }else throw new RuntimeException("类型不匹配");
  }
}


public class TreeMapTest {
  public static void main(String[] args) {
      Map map = new TreeMap();
      map.put(new user("Tom",22),1);
      map.put(new user("Jim",18),2);
      map.put(new user("Marry",20),3);
      map.put(new user("Lily",16),4);
      map.put(new user("Tom",18),5);

      Set set = map.entrySet();
      Iterator iterator = set.iterator();
      while (iterator.hasNext()){
          System.out.println(iterator.next());
      }
  }
}

3、定制排序

import java.util.*;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-09-22-22:59
* @Description:
*/

class user {
  String name;
  int age;

  public user(String name, int age) {
      this.name = name;
      this.age = age;
  }

  @Override
  public String toString() {
      return "user{" +
              "name='" + name + '\'' +
              ", age=" + age +
              '}';
  }
}

public class TreeMapTest {
  public static void main(String[] args) {
      Comparator comparator = new Comparator() {
          @Override
          public int compare(Object o1, Object o2) {
              if (o1 instanceof user && o2 instanceof user) {
                  user user1 = (user) o1;
                  user user2 = (user) o2;
                  Integer nameResult = user1.name.compareTo(user2.name);
                  if (nameResult == 0) return Integer.compare(user1.age, user2.age);
                  else return nameResult;
              } else throw new RuntimeException("类型不匹配");
          }
      };

      Map map = new TreeMap(comparator);
      map.put(new user("Tom",22),1);
      map.put(new user("Jim",18),2);
      map.put(new user("Marry",20),3);
      map.put(new user("Lily",16),4);
      map.put(new user("Tom",18),5);

      Set set = map.entrySet();
      Iterator iterator = set.iterator();
      while (iterator.hasNext()) {
          System.out.println(iterator.next());
      }
  }
}

Hashtable类

Hashtable是个古老的 Map 实现类，JDK1.0就提供了。不同于HashMap，
Hashtable是线程安全的。

Hashtable实现原理和HashMap相同，功能相同。底层都使用哈希表结构，查询
速度快，很多情况下可以互用。

与HashMap不同，Hashtable 不允许使用 null 作为 key 和 value。
与HashMap一样，Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序。

Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致。

Properties类

Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件，由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型，所以 Properties 里的 key 和 value 都是字符串类型

存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

Properties pros = new Properties();
pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));
String user = pros.getProperty("user");
System.out.println(user);

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