Java基础：Map集合

news2024/11/20 1:50:21

1. Map集合概述

现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即java.util.Map接口。

我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，如下图。

在这里插入图片描述

Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。

Map中的集合，元素是成对存在的（理解为夫妻）。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。

Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。

需要注意的是，Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。

2. Map常用子类

通过查看Map接口描述，看到Map有多个子类，主要介绍常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

  • HashMap：存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

  • LinkedHashMap：HashMap下有个子类LinkedHashMap，存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致；通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复，需要重写键的 hashCode()方法、equals()方法。

Map接口中的集合都有两个泛型变量,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量的数据类型可以相同，也可以不同。

3. Map接口中的常用方法

Map接口中定义了很多方法，常用的如下：

  • public V put(K key, V value) ：把指定的键与指定的值添加到Map集合中。

  • public V remove(Object key)：把指定的键 所对应的键值对元素在Map集合中删除，返回被删除元素的值。

  • public V get(Object key)：根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。

  • public Set<K> keySet()：获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。

  • public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取到Map集合中所有的键值对对象的集合（Set集合）。

Map接口的方法演示：

package com.dcxuexi.java17;

import java.util.HashMap;

/***
 * @Title Map_Demo
 * @Description TOTD
 * @Auter DongChuang
 * @Date 2022/12/7 20:55
 * @Version 1.0.0
 */
public class Map_Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建 map对象
        HashMap<String, String>  map = new HashMap<String, String>();

        //添加元素到集合
        map.put("赵又廷", "高圆圆");
        map.put("沙溢", "胡可");
        map.put("邓超", "孙俪");
        System.out.println(map);

        //String remove(String key)
        System.out.println(map.remove("邓超"));
        System.out.println(map);

        // 想要查看 赵又廷的媳妇 是谁
        System.out.println(map.get("赵又廷"));
        System.out.println(map.get("邓超"));
    }
}

在这里插入图片描述

使用put方法时，若指定的键（key）在集合中没有，则没有这个键对应的值，返回null，并把指定的键值添加到集合中；

若指定的键（key）在集合中存在，则返回值为集合中键对应的值（该值为替换前的值），并把指定键所对应的值，替换成指定的新值。

4. Map集合遍历键找值方式

键找值方式：即通过元素中的键，获取键所对应的值

分析步骤：

  1. 获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示： keyset()

  2. 遍历键的Set集合，得到每一个键。

  3. 根据键，获取键所对应的值。方法提示：get(K key)

代码演示：

package com.dcxuexi.java17;

import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

/***
 * @Title Map_Demo02
 * @Description TOTD
 * @Auter DongChuang
 * @Date 2022/12/7 21:03
 * @Version 1.0.0
 */
public class Map_Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建 map对象
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        //添加元素到集合
        map.put("胡歌", "霍建华");
        map.put("郭德纲", "于谦");
        map.put("薛之谦", "大张伟");
        System.out.println(map);

        //获取所有的键  获取键集
        Set<String> keys = map.keySet();
        // 遍历键集 得到 每一个键
        for (String key : keys) {
            //key  就是键
            //获取对应值
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key+"的CP是："+value);
        }
    }
}

在这里插入图片描述

遍历图解：

在这里插入图片描述

5. Entry键值对对象

我们已经知道，Map中存放的是两种对象，一种称为key（ 键 ），一种称为value（ 值），它们在在Map中是一一对应关系，这一对对象又称做Map中的一个Entry（ 项） 。Entry 将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。

既然Entry表示了一对键和值，那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法：

  • public K getKey()：获取Entry对象中的键。

  • public V getValue()：获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：

  • public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取到Map集合中所有的键值对对象的集合（Set集合）。

6. Map集合遍历键值对方式

键值对方式：即通过集合中每个键值对（Entry）对象，获取键值对（Entry）对象中的键与值。

操作步骤与图解：

  • 获取Map集合中，所有的键值对（Entry）对象，以Set集合形式返回。方法提示：entrySet() 。

  • 遍历包含键值对（Entry）对象的Set集合，得到每一个键值对（Entry）对象。

  • 通过键值对（Entry）对象，获取Entry对象中的键与值。方法提示：getkey() getValue()

package com.dcxuexi.java17;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/***
 * @Title Map_Demo03
 * @Description TOTD
 * @Auter DongChuang
 * @Date 2022/12/7 21:12
 * @Version 1.0.0
 */
public class Map_Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Map集合对象
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        // 添加元素到集合
        map.put("胡歌", "霍建华");
        map.put("郭德纲", "于谦");
        map.put("薛之谦", "大张伟");

        // 获取 所有的 entry对象  entrySet
        Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();

        // 遍历得到每一个entry对象
        for (Map.Entry<String, String> entry : entrySet) {
            // 解析
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"的CP是:"+value);
        }
    }
}

在这里插入图片描述

遍历图解：

在这里插入图片描述

Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

7. HashMap存储自定义类型键值

练习：每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

注意，学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。

编写学生类：

package com.dcxuexi.java17;

import java.util.Objects;

/***
 * @Title Student
 * @Description TOTD
 * @Auter DongChuang
 * @Date 2022/12/7 21:31
 * @Version 1.0.0
 */
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

编写测试类：

package com.dcxuexi.java17;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/***
 * @Title Map_Test
 * @Description TOTD
 * @Auter DongChuang
 * @Date 2022/12/7 21:33
 * @Version 1.0.0
 */
public class Map_Test {
    public static void main(String[] args) {
        //1,创建Hashmap集合对象。
        Map<Student,String> map = new HashMap<Student,String>();
        //2,添加元素。
        map.put(new Student("lisi",28), "上海");
        map.put(new Student("wangwu",22), "北京");
        map.put(new Student("zhaoliu",24), "成都");
        map.put(new Student("zhouqi",25), "广州");
        map.put(new Student("wangwu",22), "南京");

        //3,取出元素。键找值方式
        Set<Student> keySet = map.keySet();
        for(Student key: keySet){
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key.toString()+" = "+value);
        }
    }
}

在这里插入图片描述

  • 当给HashMap中存放自定义对象时，如果自定义对象作为key存在，这时要保证对象唯一，必须复写对象的hashCode和equals方法。

  • 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致，可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

8. LinkedHashMap

我们知道HashMap保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？

在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

package com.dcxuexi.java17;

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/***
 * @Title LinkedHashMap_Demo
 * @Description TOTD
 * @Auter DongChuang
 * @Date 2022/12/7 21:43
 * @Version 1.0.0
 */
public class LinkedHashMap_Demo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
        map.put("赵又廷", "高圆圆");
        map.put("沙溢", "胡可");
        map.put("邓超", "孙俪");
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String, String> entry : entrySet) {
            System.out.println(entry.getKey() + " => " + entry.getValue());
        }
    }
}

结果：

在这里插入图片描述

9. Map集合练习

需求：

计算一个字符串中每个字符出现次数。

分析：

  1. 获取一个字符串对象

  2. 创建一个Map集合，键代表字符，值代表次数

  3. 判断Map中是否有该键。

  4. 如果没有，第一次出现，存储次数为1；如果有，则说明已经出现过，获取到对应的值进行++，再次存储。

  5. 打印最终结果

代码：

package com.dcxuexi.java17;

import java.util.HashMap;
import java.util.Scanner;

/***
 * @Title Map_Test02
 * @Description TOTD
 * @Auter DongChuang
 * @Date 2022/12/7 21:49
 * @Version 1.0.0
 */
public class Map_Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 提示录入一个字符串
        System.out.println("请录入一个字符串:");
        String line = new Scanner(System.in).nextLine();
        // 定义 每个字符出现次数的方法
        findChar(line);
    }
    private static void findChar(String line) {
        //1:创建一个集合 存储  字符 以及其出现的次数
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
        //2:遍历字符串
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
            char c = line.charAt(i);
            //判断 该字符 是否在键集中
            if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
                //那就是第一次出现
                map.put(c, 1);
            } else {
                //先获取之前的次数
                Integer count = map.get(c);
                //count++;
                //再次存入  更新
                map.put(c, ++count);
            }
        }
        System.out.println(map);
    }
}

在这里插入图片描述

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