Java 容器 & 泛型：五、HashMap 和 TreeMap的自白

it2022-05-09 32

Writer：BYSocket（泥沙砖瓦浆木匠）

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Java 容器的文章这次应该是最后一篇了：Java 容器系列。今天泥瓦匠聊下 Maps。

一、Map回顾

Map，又称映射表，是将键映射到值的对象。有四种实现Map接口并且经常使用的Map集合为：HashMap，TreeMap，Hashtable 和 LinkedHashMap.

泥瓦匠记忆宫殿：

1、一个映射不包含重复的键。

2、每个键最多只能映射到一个值。

二、HashMap

HashMap是基于哈希表的Map接口的实现。其对键进行散列，散列函数只能作用于键。下面模拟下，公司员工和找员工的例子：

? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 import java.util.HashMap; import java.util.Map; class Employee {} public class HaspMap01 { public static void main(String[] args) { Map< String , Employee> employees = new HashMap< String , Employee>(); employees.put("1206010035", new Employee()); System.out.println(employees); String number = "1206010035"; System.out.println(employees.get(number)); } }

Run一下，大家可以见到结果：put方法，可以将键值映射添加进表。get方法则返回指定键所映射的值。从他们 hashCode 可以看出是同一个对象。

HaspMap的键必须唯一，同样其同一个键不能存放两个值，如果对同一个键两次调用put方法，第二个值会取代第一个值。同样是允许使用 null 值和 null 键。下面泥瓦匠用一个简单的例子解释下：

? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 package javaBasic.collection.map; import java.util.HashMap; import java.util.Map; public class HaspMap02 { @SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" }) public static void main(String[] args) { Map map = new HashMap< String , String>(); map.put(null, "null01"); map.put(null, "null02"); System.out.println(map); System.out.println(map.get(null)); } }

结果如下：

? 1 2 {null=null02} null02

由此可见，第一个值被第二个值所替换了。

下面有三点是HashMap重要之处：

1、HashMap的构造函数

HaspMap构造函数涉及两个参数：初始容量和加载因子。初试容量是哈希表创建时的其中桶的含量。加载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。这两个参数都是影响HashMap的性能。默认构造一个具有默认初始容量 (16) 和默认加载因子 (0.75)。默认加载因子 (.75) 在时间和空间成本上是一种折衷的考虑。

2、和上次总结的Set都差不多，这个HashMap线程是不安全不同步的。如果想防止意外发生，则设置成同步即可：

? 1 Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(...));

3、不同步的话，意味着存在快速失败导致的并发修改异常。

下面看一个复杂例子：

? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 package javaBasic.collection.map; import java.util.HashMap; import java.util.Map.Entry; class A { public boolean equals(Object obj) { return true; } } class B { public int hashCode() { return 1; } } class C { public int hashCode() { return 2; } public boolean equals(Object obj) { return true; } } public class HashMap03 { public static void main(String[] args) { HashMap< A , Integer> hashMapA = new HashMap< A , Integer>(); hashMapA.put(new A(), 10); hashMapA.put(new A(), 5); System.out.println("HashMapA Elements:"); System.out.print("\t" + hashMapA + "\n"); // loop HashMapA for(Entry< A , Integer> entryA : hashMapA.entrySet()) { System.out.println(entryA.getKey().toString()+"-"+entryA.getValue()); } HashMap< B , Integer> hashMapB = new HashMap< B , Integer>(); hashMapB.put(new B(), 10); hashMapB.put(new B(), 5); System.out.println("HashMapB Elements:"); System.out.print("\t" + hashMapB + "\n"); // loop HashMapB for(Entry< B , Integer> entryB : hashMapB.entrySet()) { System.out.println(entryB.getKey().toString()+"-"+entryB.getValue()); } HashMap< C , Integer> hashMapC = new HashMap< C , Integer>(); hashMapC.put(new C(), 10); hashMapC.put(new C(), 5); System.out.println("HashMapC Elements:"); System.out.print("\t" + hashMapC + "\n"); // loop HashMap for(Entry< C , Integer> entryC : hashMapC.entrySet()) { System.out.println(entryC.getKey().toString()+"-"+entryC.getValue()); } } }

运行一下，可以看到以下结果：

由此可见，其中和 Java 容器 & 泛型：三、HashSet，TreeSet 和 LinkedHashSet比较中涉及的知识点一致：

集合判断两个元素相等不单单是equals方法，并且必须hashCode()方法返回值也要相等。

三、TreeMap

TreeMap使用树结构实现（红黑树），集合中的元素进行排序，但是添加、删除和包含的算法复杂度为O（log（n））。其实Map特性基本都是一致的，比如看下面的简单例子：

? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 public class TreeMap01 { @SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" }) public static void main(String[] args) { Map map = new TreeMap(); map.put("1", "1"); map.put("4", "4"); map.put("2", "2"); map.put("2", "3"); System.out.println(map); } }

结果如下：

? 1 {1=1, 2=3, 4=4}

从中我们可以看出

1、TreeMap实现了SortedMap,顾名思义，其表示为有排序的集合。

2、同样其同一个键不能存放两个值，如果对同一个键两次调用put方法，第二个值会取代第一个值。

四、总结

HashMap与TreeMap

1、HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。

2、 HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。集合框架”提供两种常规的Map实现：HashMap和TreeMap (TreeMap实现SortedMap接口)。

3、在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和 equals()的实现。这个TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。