集合(Map)

title: 集合(Map) author: 小小千辰 tags:

集合
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千辰的小小笔记 abbrlink: 71b74931 date: 2021-09-15 15:26:14 updated: 2021-09-16 00:00:00

Map接口

常用实现类

|----Map:双列数据，存储key-value键值对的数据   ---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；存储null的key和value
              |----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以照添加的顺序实现遍历。
                    原因：在原的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。
                    对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。
       |----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序
                    底层使用红黑树
       |----Hashtable:作为古老的实现类；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 （jdk 8)

存储结构的理解

>Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key  ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例)
>Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所的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。
>Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所的entry

图示：

常用方法

添加：put(Object key,Object value) 删除：remove(Object key) 修改：put(Object key,Object value) 查询：get(Object key) 长度：size() 遍历：keySet() / values() / entrySet()

源码分析

HashMap在jdk7中实现原理：

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()计算key1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，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),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(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：
                  如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
                  如果equals()返回true: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。

  在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原的数据复制过来。

HashMap在jdk8中实现原理：

1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
2. jdk 8底层的数组是：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。
	4.1 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
	4.2 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数据改为使用红黑树存储。

HashMap底层典型属性的属性的说明：

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16 DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75 threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12 TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8 MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

LinkedHashMap的底层实现原理

LinkedHashMap底层使用的结构与HashMap相同，因为LinkedHashMap继承于HashMap. 区别就在于：LinkedHashMap内部提供了Entry，替换HashMap中的Node.

TreeMap的使用

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：自然排序、定制排序

Hashtable

Hashtable是个古老的Map 实现类，JDK1.0就提供了。不同于HashMap，Hashtable是线程安全的
Hashtable实现原理和HashMap相同，功能相同。底层都使用哈希表结构，查询速度快，很多情况下可以互用。
与HashMap不同，Hashtable不允许使用null 作为key和value
与HashMap一样，Hashtable也不能保证其中Key-Value 对的顺序
Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致。

使用Properties读取配置文件

//Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
public static void main(String[] args)  {
    FileInputStream fis = null;
    try {
        Properties pros = new Properties();

        fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
        pros.load(fis);//加载流对应的文件

        String name = pros.getProperty("name");
        String password = pros.getProperty("password");

        System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if(fis != null){
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

面试题

HashMap的底层实现原理？

见上文HashMap底层原理分析

Collections工具类的使用

作用：操作Collection和Map的工具类

常用方法

reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素升序排序
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
Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，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 对象的所旧值

说明：ArrayList和HashMap都是线程不安全的，如果程序要求线程安全，我们可以将ArrayList、HashMap转换为线程的。使用synchronizedList(List list）和 synchronizedMap(Map map）

面试题

Collection 和 Collections的区别？

不写了找个博客看看吧