前言：
本篇文章主要讲解Java中的Map集合接口以及相关实现类的知识。该专栏比较适合刚入坑Java的小白以及准备秋招的大佬阅读。
如果文章有什么需要改进的地方欢迎大佬提出，对大佬有帮助希望可以支持下哦~
小威在此先感谢各位小伙伴儿了😁
以下正文开始
文章目录
- HashMap详细介绍
- JDK.17和JDK1.8的HashMap有什么区别
- JDK 1.7的HashMap
- JDK 1.8的HashMap
- TreeMap详细介绍
在Java中，Map是一种键值对（Key-Value）的集合。它存储了一组唯一的键与相应的值，每个键可以映射到一个值。
以下是Map接口的一些重要方法：
V get(Object key)：返回与指定键相关联的值，如果不存在则返回null。
V put(K key, V value)：将指定的键值对存储到Map中，如果键已经存在，则替换对应的值，并返回之前与该键相关联的值；如果键不存在，则直接添加键值对，并返回null。
V remove(Object key)：从Map中删除指定键的映射关系，并返回与该键相关联的值，如果键不存在，则返回null。
boolean containsKey(Object key)：检查Map是否包含指定的键，如果存在则返回true，否则返回false。
boolean containsValue(Object value)：检查Map是否包含指定的值，如果存在则返回true，否则返回false。 int size()：返回Map中键值对的数量。
boolean isEmpty()：检查Map是否为空，如果为空则返回true，否则返回false。 void
clear()：清空Map中的所有键值对。 Set keySet()：返回Map中所有键的集合。 Collection
values()：返回Map中所有值的集合。 Set<Map.Entry<K, V>> entrySet()：返回Map中所有键值对的集合。
常见的实现Map接口的类有：
- HashMap：基于哈希表实现，提供快速的键值查找和插入操作。不保证键值对的顺序。
- LinkedHashMap：基于哈希表和双向链表实现，保留插入顺序或访问顺序（可以通过构造函数参数指定）。
- TreeMap：基于红黑树实现，按照键的自然顺序或者指定的比较器进行排序。
- Hashtable：早期的实现类，线程安全但效率较低。已经被HashMap取代。
HashMap详细介绍
HashMap是Java中的一种数据结构，用于存储键值对。它实现了Map接口，允许我们使用一个特定的键来访问与之关联的值。
HashMap的实现基于哈希表。在哈希表中，每个元素都有一个唯一的索引（哈希码），这个索引可以用来查找对应的值。当我们向HashMap中添加一个新元素时，它会先计算该元素的哈希码，并将其插入到对应位置上。
以下是HashMap类的主要方法：
put(key, value)：将指定的键和值添加到Map中。
get(key)：返回指定键所映射的值。
remove(key)：从Map中删除指定键及其关联的值。
containsKey(key)：判断Map是否包含指定键。
keySet()：返回Map中所有键组成的Set集合。
需要注意的几点是：
- HashMap允许使用null作为key和value。
- 如果多个元素映射到同一个索引位置上，则会产生冲突。HashMap采用链式存储解决冲突问题，即在相应位置上维护一个链表，将具有相同索引位置的元素串起来。这样，在查找时只需遍历相应链表即可。
在处理大量数据时，由于哈希碰撞可能会影响性能，因此我们需要选择一个合适的哈希函数来减少碰撞的可能性。 - HashMap不是线程安全的，如果在多线程环境下使用HashMap，需要进行额外的同步操作。同时Java也提供了线程安全的ConcurrentHashMap类。
JDK.17和JDK1.8的HashMap有什么区别
JDK 1.7和JDK 1.8都提供了HashMap类，但是它们的实现方式有所不同。下面对这两个版本的HashMap做一个详细的介绍：
JDK 1.7的HashMap
JDK 1.7的HashMap是基于数组和链表组合实现的。HashMap中的每个元素都是一个Entry对象，其中包含了一个key-value对和next指针。当我们往HashMap中添加元素时，程序会根据key的hashCode值计算出元素在数组中的位置，如果该位置还没有存放任何元素，那么直接将新元素放入该位置即可。如果该位置已经存在其他元素，那么它们会被当作一个链表存放在该位置上，新元素会被插入到链表的尾部。当遍历HashMap时，程序会首先根据key的hashCode值确定该元素在数组中的位置，然后遍历该位置上的链表，找到对应的Entry对象。
但是，JDK 1.7的HashMap存在一个很严重的问题，就是在多线程环境下，如果多个线程对HashMap进行并发修改，可能会导致链表成环形而死循环，从而引发程序崩溃。因此，在JDK 1.7中，如果需要在多线程下使用HashMap，我们必须手动实现同步机制。
JDK 1.8的HashMap
JDK 1.8的HashMap也是基于数组和链表组合实现的，但是在实现方式上有了较大的改进。JDK 1.8的HashMap采用了红黑树的数据结构来代替链表，这样可以保证在大量元素存储时，当链表长度超过一定阈值时，将链表转换成红黑树，从而提高查找、添加和删除操作的效率。
同时，JDK 1.8的HashMap还针对并发修改问题进行了优化。它使用了一种叫做**“分段锁”**的机制来代替传统的同步锁，将一个大的HashMap切分成多个小的HashMap，每个小的HashMap都由一个独立的锁进行控制，这样多个线程对不同的小HashMap进行修改时，就不会发生死循环的情况了。
除此之外，JDK 1.8的HashMap还引入了一些新的方法，例如forEach()、replaceAll()等，以便我们更加方便地操作HashMap中的元素。此外，JDK 1.8的HashMap对JDK 1.7的问题进行了修复和优化，因此在实际使用中，推荐尽量使用JDK 1.8的HashMap。
TreeMap详细介绍
TreeMap是Java中的一种数据结构，它实现了NavigableMap接口，而NavigableMap接口又继承了SortedMap接口，它能够根据键值进行排序，并且基于红黑树实现。因此，它保证了插入、删除和查找操作的时间复杂度均为O(logN)。
以下是TreeMap的几个特性：
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有序性：TreeMap会根据键的自然顺序或者指定的比较器对键进行排序，并保持有序状态。在插入、删除和查询操作时，TreeMap会保持键的有序性。
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唯一键：TreeMap的键是唯一的，不允许重复的键。如果添加的键已经存在，则新值将替代旧值。
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快速插入、删除和查询：TreeMap基于红黑树实现，具有快速的插入、删除和查询操作。平均情况下，这些操作的时间复杂度是O(logN)，其中N表示键值对的数量。
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线程不安全：TreeMap不是线程安全的，如果多个线程同时访问一个TreeMap对象并进行修改操作，可能会导致不确定的结果。如果需要在多线程环境下使用Map，可以考虑使用ConcurrentSkipListMap或通过synchronized关键字保证线程安全。
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允许null键（仅限于没有指定比较器时）：TreeMap允许存储null键。但是需要注意的是，如果在创建TreeMap时指定了比较器，则不允许null键。
我们在使用时需要注意以下几点：
- TreeMap允许使用null作为value，但不允许使用null作为key。如果尝试存储null作为key，则会抛出NullPointerException异常。
- TreeMap默认情况下按照升序排列元素。如果需要改变排序方式，则可以通过提供自定义比较器来实现。例如，我们可以创建一个按照字符串长度降序排列元素的TreeMap：
Map<String, Integer> map = new TreeMap<>((o1, o2) -> o2.length() - o1.length());
- 和HashMap一样，TreeMap也不是线程安全的。如果在多线程环境下使用TreeMap，需要进行额外的同步操作。同时Java也提供了线程安全的ConcurrentSkipListMap类。
文章到这里就先结束了，感兴趣的可以订阅专栏哈，后续会继续分享相关的知识点。
