Java 的 Map, HashMap 以及 TreeMap

1.Map集合

1.1Map集合概述和特点

• Map集合概述

  interface Map<K,V>  K：键的类型；V：值的类型

• Map集合的特点

  • 双列集合,一个键对应一个值
  • 键不可以重复,值可以重复

• Map集合的基本使用

  public class MapDemo01 {
      public static void main(String[] args) {
          //创建集合对象
          Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
  
          //V put(K key, V value) 将指定的值与该映射中的指定键相关联
          map.put("itheima001","林青霞");
          map.put("itheima002","张曼玉");
          map.put("itheima003","王祖贤");
          map.put("itheima003","柳岩");
  
          //输出集合对象
          System.out.println(map);
      }
  }

1.2Map集合的基本功能

• 方法介绍

  方法名	说明
  V put(K key,V value)	添加元素
  V remove(Object key)	根据键删除键值对元素
  void clear()	移除所有的键值对元素
  boolean containsKey(Object key)	判断集合是否包含指定的键
  boolean containsValue(Object value)	判断集合是否包含指定的值
  boolean isEmpty()	判断集合是否为空
  int size()	集合的长度，也就是集合中键值对的个数

• 示例代码

  public class MapDemo02 {
      public static void main(String[] args) {
          //创建集合对象
          Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
  
          //V put(K key,V value)：添加元素
          map.put("张无忌","赵敏");
          map.put("郭靖","黄蓉");
          map.put("杨过","小龙女");
  
          //V remove(Object key)：根据键删除键值对元素
  //        System.out.println(map.remove("郭靖"));
  //        System.out.println(map.remove("郭襄"));
  
          //void clear()：移除所有的键值对元素
  //        map.clear();
  
          //boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键
  //        System.out.println(map.containsKey("郭靖"));
  //        System.out.println(map.containsKey("郭襄"));
  
          //boolean isEmpty()：判断集合是否为空
  //        System.out.println(map.isEmpty());
  
          //int size()：集合的长度，也就是集合中键值对的个数
          System.out.println(map.size());
  
          //输出集合对象
          System.out.println(map);
      }
  }

1.3Map集合的获取功能

• 方法介绍

  方法名	说明
  V get(Object key)	根据键获取值
  Set<K> keySet()	获取所有键的集合
  Collection<V> values()	获取所有值的集合
  Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()	获取所有键值对对象的集合

• 示例代码

  public class MapDemo03 {
      public static void main(String[] args) {
          //创建集合对象
          Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
  
          //添加元素
          map.put("张无忌", "赵敏");
          map.put("郭靖", "黄蓉");
          map.put("杨过", "小龙女");
  
          //V get(Object key):根据键获取值
  //        System.out.println(map.get("张无忌"));
  //        System.out.println(map.get("张三丰"));
  
          //Set<K> keySet():获取所有键的集合
  //        Set<String> keySet = map.keySet();
  //        for(String key : keySet) {
  //            System.out.println(key);
  //        }
  
          //Collection<V> values():获取所有值的集合
          Collection<String> values = map.values();
          for(String value : values) {
              System.out.println(value);
          }
      }
  }

1.4Map集合的遍历(方式1)

• 遍历思路

  • 我们刚才存储的元素都是成对出现的，所以我们把Map看成是一个夫妻对的集合

    • 把所有的丈夫给集中起来
    • 遍历丈夫的集合，获取到每一个丈夫
    • 根据丈夫去找对应的妻子

• 步骤分析

  • 获取所有键的集合。用keySet()方法实现
  • 遍历键的集合，获取到每一个键。用增强for实现
  • 根据键去找值。用get(Object key)方法实现

• 代码实现

  public class MapDemo01 {
      public static void main(String[] args) {
          //创建集合对象
          Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
  
          //添加元素
          map.put("张无忌", "赵敏");
          map.put("郭靖", "黄蓉");
          map.put("杨过", "小龙女");
  
          //获取所有键的集合。用keySet()方法实现
          Set<String> keySet = map.keySet();
          //遍历键的集合，获取到每一个键。用增强for实现
          for (String key : keySet) {
              //根据键去找值。用get(Object key)方法实现
              String value = map.get(key);
              System.out.println(key + "," + value);
          }
      }
  }

1.5Map集合的遍历(方式2)

• 遍历思路

  • 我们刚才存储的元素都是成对出现的，所以我们把Map看成是一个夫妻对的集合

    • 获取所有结婚证的集合
    • 遍历结婚证的集合，得到每一个结婚证
    • 根据结婚证获取丈夫和妻子

• 步骤分析

  • 获取所有键值对对象的集合

    • Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取所有键值对对象的集合

  • 遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象

    • 用增强for实现，得到每一个Map.Entry

  • 根据键值对对象获取键和值

    • 用getKey()得到键
    • 用getValue()得到值

• 代码实现

  public class MapDemo02 {
      public static void main(String[] args) {
          //创建集合对象
          Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
  
          //添加元素
          map.put("张无忌", "赵敏");
          map.put("郭靖", "黄蓉");
          map.put("杨过", "小龙女");
  
          //获取所有键值对对象的集合
          Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
          //遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象
          for (Map.Entry<String, String> me : entrySet) {
              //根据键值对对象获取键和值
              String key = me.getKey();
              String value = me.getValue();
              System.out.println(key + "," + value);
          }
      }
  }

2.HashMap集合

2.1HashMap集合概述和特点

• HashMap底层是哈希表结构的
• 依赖hashCode方法和equals方法保证键的唯一
• 如果键要存储的是自定义对象，需要重写hashCode和equals方法

2.2HashMap集合应用案例

• 案例需求

  • 创建一个HashMap集合，键是学生对象(Student)，值是居住地 (String)。存储多个元素，并遍历。
  • 要求保证键的唯一性：如果学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象

• 代码实现

  学生类

  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;
  
          if (age != student.age) return false;
          return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
      }
  
      @Override
      public int hashCode() {
          int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
          result = 31 * result + age;
          return result;
      }
  }

  测试类

  public class HashMapDemo {
      public static void main(String[] args) {
          //创建HashMap集合对象
          HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>();
  
          //创建学生对象
          Student s1 = new Student("林青霞", 30);
          Student s2 = new Student("张曼玉", 35);
          Student s3 = new Student("王祖贤", 33);
          Student s4 = new Student("王祖贤", 33);
  
          //把学生添加到集合
          hm.put(s1, "西安");
          hm.put(s2, "武汉");
          hm.put(s3, "郑州");
          hm.put(s4, "北京");
  
          //遍历集合
          Set<Student> keySet = hm.keySet();
          for (Student key : keySet) {
              String value = hm.get(key);
              System.out.println(key.getName() + "," + key.getAge() + "," + value);
          }
      }
  }

3.TreeMap集合

3.1TreeMap集合概述和特点

• TreeMap底层是红黑树结构
• 依赖自然排序或者比较器排序,对键进行排序
• 如果键存储的是自定义对象,需要实现Comparable接口或者在创建TreeMap对象时候给出比较器排序规则

3.2TreeMap集合应用案例

• 案例需求

  • 创建一个TreeMap集合,键是学生对象(Student),值是籍贯(String),学生属性姓名和年龄,按照年龄进行排序并遍历
  • 要求按照学生的年龄进行排序,如果年龄相同则按照姓名进行排序

• 代码实现

  学生类

  public class Student implements Comparable<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 String toString() {
          return "Student{" +
                  "name='" + name + '\'' +
                  ", age=" + age +
                  '}';
      }
  
      @Override
      public int compareTo(Student o) {
          //按照年龄进行排序
          int result = o.getAge() - this.getAge();
          //次要条件，按照姓名排序。
          result = result == 0 ? o.getName().compareTo(this.getName()) : result;
          return result;
      }
  }

  测试类

  public class Test1 {
      public static void main(String[] args) {
            // 创建TreeMap集合对象
          TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>();
        
          // 创建学生对象
          Student s1 = new Student("xiaohei",23);
          Student s2 = new Student("dapang",22);
          Student s3 = new Student("xiaomei",22);
        
          // 将学生对象添加到TreeMap集合中
          tm.put(s1,"江苏");
          tm.put(s2,"北京");
          tm.put(s3,"天津");
        
          // 遍历TreeMap集合,打印每个学生的信息
          tm.forEach(
                  (Student key, String value)->{
                      System.out.println(key + "---" + value);
                  }
          );
      }
  }