目录
- 前言
- Map实现类
- 常用方法
- 特殊用法
- WeakHashMap
- LinkedHashMap
- EnumMap
前言
什么是Map：
Map集合是Java中一种用于存储键值对的数据结构。它提供了一种将键映射到值的方式，每个键对应一个唯一的值。Map中的键是唯一的，但值可以重复。
在Map中，可以通过键来快速检索对应的值，这使得Map非常适合处理需要根据给定的键来查找、更新和删除相关值的情况。例如，可以使用学生的学号作为键，将学生的信息作为值进行存储。
Map接口是Java中定义Map集合的顶级接口，它提供了一系列操作Map的方法。常用的Map实现类有HashMap、TreeMap和LinkedHashMap等。这些具体的实现类基于不同的数据结构，在性能和特性方面有所差异，可以根据需求选择适合的实现类。
总和来说，Map集合是一种存储键值对的数据结构，通过键来快速访问和操作对应的值。它提供了丰富的方法来增加、删除、修改和查询键值对，是Java中常用的数据结构之一。
Map的常见用途包括：
数据的存储和检索：Map可以用来存储大量的数据，并通过键来快速查找对应的值，例如将学生的学号映射到他们的成绩上。缓存机制：Map可以用作缓存的数据结构，将计算结果或者重要的数据存储在其中，以便后续使用。这样可以避免重复计算或者频繁地进行IO操作。统计信息：Map可以用于统计某些数据的数量或者频率，例如统计一段文本中每个单词出现的次数。
Map实现类
HashMap：HashMap是基于哈希表的Map实现类，它通过哈希函数将键映射到存储位置。它提供了快速插入、查找和删除操作，并且不保证元素的顺序。TreeMap：TreeMap是基于红黑树的有序Map实现类，它会对键进行排序并保持有序状态。TreeMap具有按照键的自然顺序或者自定义顺序来访问键值对的能力。LinkedHashMap：LinkedHashMap基于哈希表和双向链表的Map实现类，它保留了元素插入的顺序。LinkedHashMap可以用作LRU（最近最少使用）缓存，以便在缓存满时移除最不常访问的元素。EnumMap：EnumMap是专门用于枚举类型键的Map实现类，它要求所有的键都必须属于同一个枚举类型。EnumMap内部使用数组实现，因此其性能高效。WeakHashMap：WeakHashMap是一种特殊的Map实现类，它的键是弱引用（WeakReference），在没有其他强引用指向键时，可以被垃圾回收器回收。
常用方法
以下是常用的使用方法，以HashMap为：
- put(key, value)
向Map中添加一个键值对，如果该键已存在，则会替换旧的值。Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("A", 25); map.put("B", 30); map.put("C", 28); - get(key)
根据给定的键获取对应的值。int aliceAge = map.get("Alice"); System.out.println("Alice的年龄是：" + aliceAge); - containsKey(key)
判断Map中是否包含指定的键。boolean containsA = map.containsKey("A"); System.out.println("是否包含A：" + containsA ); - containsValue(value)
判断Map中是否包含指定的值。boolean containsAge30 = map.containsValue(30); System.out.println("是否包含30：" + containsAge30); - remove(key)
根据给定的键删除对应的键值对。
map.remove("B");
-
size()
返回Map中键值对的数量。int size = map.size(); System.out.println("Map中的键值对数量：" + size); -
isEmpty()
判断Map是否为空。boolean empty = map.isEmpty(); System.out.println("Map是否为空：" + empty); -
keySet()
返回Map中所有键的集合。Set<String> keys = map.keySet(); for (String key : keys) { System.out.println("键：" + key); } -
values()
返回Map中所有值的集合。Collection<Integer> values = map.values(); for (int value : values) { System.out.println("值：" + value); } -
entrySet()
返回Map中所有键值对的集合，进行遍历Map。Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet(); for (Map.Entry<String, Integer> entry : entries) { String key = entry.getKey(); int value = entry.getValue(); System.out.println("键：" + key + "，值：" + value); } -
clear()：
清空Map，移除所有的键值对。map.clear(); -
putAll(map)：
将另一个Map的键值对全部添加到当前Map中。Map<String, Integer> anotherMap = new HashMap<>(); anotherMap.put("D", 35); anotherMap.put("E", 32); map.putAll(anotherMap); -
getOrDefault(key, defaultValue)
根据给定的键获取对应的值，如果键不存在，则这只一个默认值并且返回。int h = map.getOrDefault("H", 0); System.out.println("H的值是：" + h); -
forEach遍历
map.forEach((k，v) -> { System.out.println("键：" + key + "，值：" + value); })；
高级用法：
-
merge
merge方法用于将指定的键和值合并到该映射中。如果指定键不存在，则会直接添加键值对，如果存在，则会使用提供的合并函数对已有的值进行修改。合并函数是一个函数式接口(对新值与旧值进行数据处理)，接收两个参数：旧值和新值，并返回合并后的值。示例：
Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("A", 1); map.merge("A", 2, (oldValue, newValue) -> oldValue + newValue); // 结果为：3，A已经存在，返回1+2=3 map.merge("B", 2, (oldValue, newValue) -> oldValue * newValue); // 结果为：2，B不存在，直接返回2 -
putIfAbsent
putIfAbsent方法用于将指定键值对添加到映射中，但仅在指定的键当前没有对应值时执行。如果键存在，则不做任何更改，并返回已存在的值；如果键不存在，则添加键值对，并返回 null。示例：
Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("A", 1); map.putIfAbsent("A", 2); // 结果为：1，因为A已存在 map.putIfAbsent("B", 2); // 结果为：2，因为B已存在，map中新增B
特殊用法
WeakHashMap
WeakHashMap 是 Java 中的一个特殊类型的哈希映射。它与HashMap类似，但具有不同的垃圾回收行为。
它的键（key）是弱引用，这意味着当没有对键的强引用存在时，垃圾回收器会自动回收该键所占用的内存空间。而在普通的 HashMap 中，如果键仍然存在于映射中，即使没有对键的引用，垃圾回收器也不会回收其所占用的内存。
这使得 WeakHashMap 特别适合用于缓存和临时映射，因为它允许垃圾回收器根据内存需求自动清除不再需要的映射项。
示例：
import java.util.WeakHashMap;
public class WeakHashMapExample {
public static void main(String[] args) {
WeakHashMap<String, Integer> map = new WeakHashMap<>();
String key1 = new String("Key 1"); // 创建一个新的字符串对象作为键
String key2 = new String("Key 2");
map.put(key1, 10);
map.put(key2, 20);
System.out.println(map); // 输出: {Key 2=20, Key 1=10}
key1 = null; // 解除对 key1 的强引用
System.gc(); // 运行垃圾回收器
System.out.println(map); // 输出: {Key 2=20}
}
}
LinkedHashMap
LinkedHashMap 是 Java 中的一个特殊类型的哈希映射，它扩展了 HashMap 并提供了有序的插入顺序。
与普通的 HashMap 不同，LinkedHashMap 在内部使用一个双向链表来维护插入顺序。这意味着当遍历 LinkedHashMap 时，元素将按照插入的顺序进行迭代。而在普通的 HashMap中，元素的顺序是不确定的。
示例：
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class LinkedHashMapExample {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashMap<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("Key 1", 10);
map.put("Key 2", 20);
map.put("Key 3", 30);
// 遍历 LinkedHashMap 输出键和值
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + " -> " + entry.getValue());
}
}
}
结果：
Key 1 -> 10
Key 2 -> 20
Key 3 -> 30
LinkedHashMap 还提供了构造函数，允许指定排序模式。排序模式可以是按照插入顺序（默认）、访问顺序或自定义的排序方式。
使用按照访问顺序排序的 LinkedHashMap：
当一个key被访问后，那么将会被移动最后一位。
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class LinkedHashMapExample {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashMap<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);
map.put("Key 1", 10);
map.put("Key 2", 20);
map.put("Key 3", 30);
// 访问 Key 2，将其移到链表尾部
map.get("Key 2");
// 遍历 LinkedHashMap 输出键和值，按照访问顺序排序
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + " -> " + entry.getValue());
}
}
}
结果：
Key 1 -> 10
Key 3 -> 30
Key 2 -> 20
通过设置 LinkedHashMap 的构造函数中的第三个参数为true，我们启用了按照访问顺序进行排序。当我们访问元素 "Key 2" 时，它被移到了链表的尾部，因此在遍历时它显示在最后。
EnumMap
EnumMap 是 Java 中的一种特殊的映射实现，它要求键是枚举类型。EnumMap 在内部使用数组来表示键值对，并且根据枚举常量的顺序进行了优化，因此具有较高的性能。
示例：
import java.util.EnumMap;
import java.util.Map;
enum Day {
MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}
public class EnumMapExample {
public static void main(String[] args) {
EnumMap<Day, String> schedule = new EnumMap<>(Day.class);
schedule.put(Day.MONDAY, "MONDAY_VALUE");
schedule.put(Day.TUESDAY, "TUESDAY_VALUE");
schedule.put(Day.WEDNESDAY, "WEDNESDAY_VALUE");
// 遍历 EnumMap 输出键和值
for (Map.Entry<Day, String> entry : schedule.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}
}
}
结果：
创建了一个 EnumMap 并向其添加了几个键值对。这里的键是枚举类型 Day，而值是字符串类型。然后我们通过遍历 EnumMap 来输出所有的键和值。
需要注意的是，由于 EnumMap 要求键是枚举类型，因此只能使用具有确定值集的枚举类作为键的类型。
MONDAY: "MONDAY_VALUE"
TUESDAY: "TUESDAY_VALUE"
WEDNESDAY: "WEDNESDAY_VALUE"
