Map和Set总结

news2025/1/13 2:29:14

Map和Set

Map和Set是专门用来进行搜索的数据结构，适合动态查找

模型

搜索的数据称为关键字(key)，关键字对应的叫值(value)，key-value键值对

key模型
key-value模型

Map存储的就是key-value模型，Set只存储了key

Map

Map是接口类，key是唯一的不能重复

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

/**
 * Created by Y_manyou927
 * Description:TreeMap实例
 * User: yyt
 * Date: 2023-03-10
 * Time: 14:57
 */
public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String> m = new TreeMap<>();
        // 1.使用put函数添加元素,无序的
        m.put("孙悟空","齐天大圣");
        m.put("猪八戒","天蓬元帅");
        m.put("沙和尚","卷帘大将");
        System.out.println(m.size());
        System.out.println(m);
//        m.put("唐僧","金蝉子");
        String str = m.put("唐僧","金蝉子");
        // 2.如果key存在，可以使用value替换原来的value，key的值不能换，除非删除key
        m.put("唐僧","师傅");
        System.out.println(m);
        // get(key)返回value
        // 3.如果key存在，返回value，如果不存在，返回null
        System.out.println(m.get("孙悟空"));
        System.out.println(m.get("白龙马"));
        System.out.println("======getOrDefault======");
        // 4.getOrDefault返回value，如果key不存在，返回一个默认值
        System.out.println(m.getOrDefault("孙悟空","齐天大圣"));
        System.out.println(m.getOrDefault("筋斗云","十万八千里"));
        System.out.println("======containsKey与containsValue======");
        // 5.containsKey(key)检查key是否包含，时间复杂度O(logN)
        // 使用红黑树的性质进行查找，存在true，否则false
        System.out.println(m.containsKey("孙悟空")); //true
        System.out.println(m.containsKey("二郎神")); //false
        // containsValue(value)检查value是否包含，时间复杂度0(N)
        // 6.进行整体遍历，存在true，否则false
        System.out.println(m.containsValue("齐天大圣")); //true
        System.out.println(m.containsValue("斗战胜佛")); //false
        System.out.println("============");
        // 7.遍历key值与value值
        for (String s: m.keySet()) {
            System.out.print(s + " ");
        }
        System.out.println();
        for (String s: m.values()) {
            System.out.print(s + " ");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("=============");
        // 8.打印所有的键值对
        // entrySet(): 将Map中的键值对放在Set中返回
        for (Map.Entry<String,String> entry : m.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey()+"--->"+entry.getValue());
        }
        }
}

注意：

Map是一个接口，不能直接实例化对象，只能实例化其实现类TreeMap和HashMap
Map中存放键值对的Key是唯一的，Value可以重复
Map插入的键值对Key不能为空，否则会抛出 NullPointerException 异常，Value可以为空
Map中的Key可以全部提取出来，存储到Set中进行访问（Key不能重复
Map中的Value可以全部提取出来，存储到Collection中的任何一个子集合中
Map中键值对的Key不能直接修改，Value可以修改，修改Key只能删除Key，然后重新插入
TreeMap与HashMap区别

Set

Set与Map的区别：Set是继承Collection的接口类，Set只存储key

package Set;

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

/**
 * Created by Y_manyou927
 * Description:TreeSet实例
 * User: yyt
 * Date: 2023-03-10
 * Time: 15:37
 */
public class TestSet {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> s = new TreeSet<>();
        // 1.add(key) 不存在插入，存在不插入
        // 返回true 与 false
        s.add("孙悟空");
        s.add("猪八戒");
        s.add("沙和尚");
        System.out.println(s);
        boolean b = s.add("孙悟空");
        System.out.println(b); //false
        System.out.println("============");
        // 2.contains(key)判断key是否存在
        System.out.println(s.contains("孙悟空")); //true
        System.out.println(s.contains("唐僧")); //false
        // 3.remove移除存在的元素
        s.remove("孙悟空");
        System.out.println(s);
        System.out.println(s.size());

    }
}

注意：

Set是继承自Collection的接口类
Set只存储到key，并且key要唯一
Set底层是使用Map来实现的，其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的
Set最大功能就是对集合的元素进行去重
LinedHashSet是在HashSet的基础上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序
Set的key不能修改，要修改必须先删除然后重新插入
TreeSet与HashSet区别

哈希表

哈希表，散列表：通过哈希函数使元素的存储位置与它的关键码建立一一映射的关系

插入元素：根据元素的关键码，计算元素的存储位置并进行存放
搜索元素：对元素的关键码进行同样的计算，所得函数值作为元素的存储位置

哈希方法（散列方法）：使用的转换函数称为哈希函数，构造出来的结构称为哈希表（HashTable）

哈希函数设置为：hash(key) = key % capacity ，capacity为存储元素底层空间大小

哈希冲突

哈希冲突：不同关键字通过哈希函数计算出相同的哈希地址

冲突-避免

关键字数量要大于哈希表底层数组的容量，因此哈希冲突是必然会发生的。我们只能降低哈希冲突的发生，或者解决哈希冲突发生产生的问题

1.哈希函数设计

哈希冲突发生的一个原因就可能是哈希函数设计的不合理

哈希函数的定义域必须包括需要存储的全部关键码，而如果散列表允许有m个地址时，其值域必须在0到m-1 之间
哈希函数计算出来的地址能均匀分布在整个空间中
哈希函数应该比较简单

2.常见哈希函数

直接定制法–(常用) 取关键字的某个线性函数为散列地址：Hash（Key）= A*Key + B 优点：简单、均匀缺点：需要事先知道关键字的分布情况使用场景：适合查找比较小且连续的情况
除留余数法–(常用) 设散列表中允许的地址数为m，取一个不大于m，但最接近或者等于m的质数p作为除数，按照哈希函数： Hash(key) = key% p(p<=m),将关键码转换成哈希地址