文章目录

1.Map接口概述
- 1.1 Map的实现类的结构
- 1.2 Map中存储的key-value结构的理解
- 1.3 HashMap的底层实现原理(以JDK7为例)
- 1.4 Map接口的常用方法
- 1.5 TreeMap
- 1.6 Map实现类之五: Properties
1.Collections工具类
- 1.1方法
- - 1.1.1 排序操作(均为static方法)
  - 1.1.2 查找、替换

1.Map接口概述

1.1 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；可以存储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
							对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap
							因为在原有的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，
	/----TreeMap:可以按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历，此时是按照key进行自然排序和定制排序，底层使用的红黑树
	/----Hashtable:作为Map的古老实现类，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(jdk8及以后）
			
面试题：
1.HashMap的底层实现原理？
2.HashMap和Hashtable的区别？
3.CurrentHashMap和HashTable的区别？(暂时不讲)

1.2 Map中存储的key-value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–>如果要往Map中存放自定义的类的对象，key所在的类要重写equals()和hashCode()方法(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

要求：

在这里插入图片描述

1.3 HashMap的底层实现原理(以JDK7为例)

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()方法计算key1的哈希值，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，意味着此位之上存在一个或多个（以链表形式存在）数据，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，此时的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的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals()方法，比较：
			如果equals()返回false：此时的key1-value1添加成功。---情况3
			如果equals()返回true：此时使用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
在不断地添加过程中，会涉及到扩容问题，默认扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来
JDK8与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. JDK8的底层数组是: 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。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(遍历效率高)
4.1 形成链表时，七上八下(JDK7:新的元素指向旧的元素，即头插。jdk8：旧的元素指向新的元素，即尾插)

面试题:负载因子值的大小,对HashMap有什么影响？
负教因子的大小决定了HashMap的数据密度。
负载因子越小，就越容易触发扩容，数据密度也越小，意味着发生碰撞的几率越小，数组中的链表也就越短，查询和插入时比较的次数也越小，性能会更高。但是会浪费一定的内容空间。而且经常扩容也会影响性能，建议初始化预设大一点的空间。
按照其他语言的参考及研究经验，会考虑将负载因子设置为0.7~0.75，此时平均检索长度接近于常数。

1.4 Map接口的常用方法

1.简单的添加、删除、比较等方法

import java.util.*;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        HashMap map = new HashMap();
        //1. 添加：Object put(Object key, Object value):将制定key-value添加到(或修改)当前map对象
        map.put("AA",123);
        map.put(45,123);
        map.put("BB",56);
        //2. 修改
        map.put("AA",87);
        System.out.println(map);//{AA=87, BB=56, 45=123}
        HashMap map1 = new HashMap();
        map1.put("CC", 123);
        //void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
        map.putAll(map1);
        System.out.println(map);//{AA=87, BB=56, CC=123, 45=123}
        //3. 删除：Object remove(Object key):移除指定key的key-value对，并返回value
        Object o = map.remove("CC");
        System.out.println(o);//123
        System.out.println(map);//{AA=87, BB=56, 45=123}
        //4. 清空：void clear(map)清空当前map中的数据
        map1.clear();
        System.out.println(map1);//{}
        //5. Object get(Object key):获取指定key的value值,如果key不存在，则返回null
        Object o1 = map.get(45);
        System.out.println(o1);//123
        //6. boolean containsKey(Object key):是否包含指定的key
        System.out.println(map.containsKey("AA"));//true
        //7. boolean containsValue(Object value):是否包含指定的value，如果有两个相同的value，只要找到一个就返回true
        System.out.println(map.containsValue(456));//false
        //8. int size():返回map中key-value对的个数
        System.out.println(map.size());//3
        //9. boolean isEmpty():判断当前map是否为空
        System.out.println(map.isEmpty());//false
        //10. boolean equals(Object obj): 判断当前map和参数对象obj是否相等，
        System.out.println(map.equals(o1));//false,两个同样的map，里边的key和value也都一样，比较结果即为true
	}

}

map的遍历(keySet()、values()、entrySet())，可以取出每个key和value

package junit;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.sql.SQLOutput;
import java.util.*;

public class Test01 {

    @Test
    public void test(){
        HashMap<Object,Object> map = new HashMap<>();
        map.put("AA",123);
        map.put(45,123);
        map.put("BB",56);
        //1. 遍历所有的key集：keySet()
        Set<Object> set = map.keySet();
        Iterator<Object> ite = set.iterator();
        while (ite.hasNext()){
            System.out.println(ite.next());
        }
        //2.遍历所有的value集：values()
        Collection<Object> coll = map.values();
        for (Object obj: coll) {
            System.out.println(obj);
        }//此处可以使用增强for循环或者迭代器
        //3. 遍历所有的key-value 方法1(用entrySet()方法)
        Set set1 = map.entrySet();
        Iterator iterator = set1.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Object obj = iterator.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry)obj;//将Object类型强转为entry类型，为了使用get方法
            System.out.println(entry.getKey() + "==" + entry.getValue());
        }
        //4. 遍历所有的key-value 方法2(先使用keySet()方法得到key，然后用map.get()方法)
        Set<Object> set2  = map.keySet();
        Iterator<Object> ite1 = set2.iterator();//set是所有key的集合
        while (ite1.hasNext()){
            Object key = ite1.next();//得到每一个key
            Object value = map.get(key);//调用get方法得到每一个key对应的value
            System.out.println(key + "-->" + value);
        }
    }
}

1.5 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
排序：自然排序、定制排序

1.6 Map实现类之五: Properties

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l 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

public class Test01 {
    @Test
    public void test(){
        Properties pros = new Properties();
        pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));
        string user = pros.getProperty("user");
        System.out.println(user);
        }
    }
}

代码示例：在这里插入图片描述

1.Collections工具类

Collections是一个操作Collection和Map等集合的工具类，操作数组的工具类为Arrays
Collections中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法
Collection和Collections的区别？Collection是存储单列数据的集合接口，用来存储一个个对象，Collections是一个操作Collection和Map等集合的工具类

1.1方法

1.1.1 排序操作(均为static方法)

reverse(List):反转List中元素的顺序
shuffle(List):对List集合元紊进行随机排序
sort(List):根据元素的自然顺序对指定List集合元紊按升序排序
sort(List，Comparator):根据指定的Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序
swap(List，int，int):将指定list集合中的i处元素和j处元素进行交换

1.1.2 查找、替换

Object max(Collection):根据元索的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
Object max(Collection，Comparator):根据Comparator指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
Object min(Collection)
Object min(Collection，Comparator)
int frequency(Collection,Object):返回指定集合中指定元素的出现次数
void copy(List dest,List src):将src中的内容复制到dest中
boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal):使用新值替换List对象的所有旧值

package junit;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.io.FileInputStream;
import java.util.*;

public class Test01 {
    @Test
    public void test(){
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(123);
        list.add(45);
        list.add(765);
        list.add(-97);
        list.add(0);
        System.out.println(list);//[123, 45, 765, -97, 0]
        //1. reverse(List):反转List中元素的顺序
        Collections.reverse(list);
        System.out.println(list);//[0, -97, 765, 45, 123]
        //2.shuffle(List):对List集合元紊进行随机排序
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println(list);//每次执行后的顺序不同
        //3.sort(List):根据元素的自然顺序对指定List集合元紊按升序排序
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);//[-97, 0, 45, 123, 765]
        //4.swap(List，int，int):将指定list集合中的i处元素和j处元素进行交换
        Collections.swap(list,1,2);
        System.out.println(list);//[-97, 45, 0, 123, 765]
        //5.int frequency(Collection,Object):返回指定集合中指定元素的出现次数
        list.add(765);
        int frequency = Collections.frequency(list, 765);
        System.out.println(frequency);//2
        //6. void copy(List dest,List src):将src中的内容复制到dest中
//        ArrayList<Integer> dest = new ArrayList<>();
//        Collections.copy(dest,list);//报异常:IndexOutofBoundsException("source does not fit in dest"),因为copy会先比较dest和list的size
        //正确的：
        List dest1 = Arrays.asList(new Object[list.size()]);//new一个长度为list.size()的数组
        System.out.println(dest1);//[null, null, null, null, null, null]
        Collections.copy(dest1,list);
        System.out.println(dest1);//[-97, 45, 0, 123, 765, 765]
        //collections类中提供了多个synchronizedXxx()方法，该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题
        //返回的List1即为线程安全的List
        List list1 = Collections.synchronizedList(list);
    }
    }