Java集合框架总结（5）——Map接口的使用

Java集合框架总结（5）——Map接口的使用

Map用于保存具有映射关系的数据（key-vlaue）。Map的key不允许重复，即同一个Map对象的任何两个key通过equals方法比较总是返回false

Map中包含了一个keySet()方法，用于返回Map所以key组成的Set集合。

Map集合与Set集合元素的存储形式很像，如Set接口下有HashSet、LinkedHashSet、SortedSet（接口）、TreeSet、EnumSet等实现类和子接口，而Map接口下则有HashMap、LinkedHashMap、SortedMap（接口）、TreeMap、EnumMap等实现类和子接口。

Map的value非常类似List：元素与元素之间可以重复，每个元素可以根据索引（key）来查找。

Map有时也称为字典，或关联数组。

Map接口中定义如下方法：

• void clear();删除Map对象中所有key-value对。
• boolean containsKey(Object key):查询Map中是否包含指定key，如果包含则返回true。
• boolean containsValue(Object value):查询Map中是否包含一个或多个value，如果包含则返回true。
• Set entrySet():返回Map中所有包含的key-value对组成的Set集合，每个集合元素都是Map.Entry(Entry是Map的内部类）对象。
• Object get(Obejct key):返回指定key所对应的value；如果此Map中不包含key，则返回null。
• boolean isEmpty():查询该Map是否为空（即不包含任何key-value对），如果为空则返回true。
• Set keySet():返回该Map中所有key所组成的set集合。
• Object put(Object key, Object value):添加一个key-value对，如果当前Map中已有一个与该key相等的key-value对，则新的key-value对会覆盖原来的key-value对。
• Object remove(Object key):删除指定key对应的key-value对，返回被删除key所关联的value，如果该key不存在，返回null。
• int size():返回该Map里的key-value对的个数。
• Collection values():返回该Map里所有value组成的Collection。

Map接口提供了大量的实现类，如HashMap和Hashtable等，以及HashMap的子类LinkedHashMap,还有SortedMap子接口及该接口的实现类TreeMap。下面将进行详细介绍。

Map中包括一个内部类：Entry。该类封装了一个key-value对，Entry包含三个方法：

• Object getkey():返回该Entry里包含的key值。
• Object getValue():返回该Entry里包含的value值。
• Object setValue():设置该Entry里包含的value值，并返回新设置的value值。

可以把Map理解成一个特殊的Set，只是该Set里包含的集合元素是Entry对象，而不是普通对象。

1、HashMap和Hashtable实现类

　　HashMap和Hashtable都是Map接口的实现类，Hashtable是一个古老的Map实现类，它从JDK1.0起就有，它包含两个烦琐的方法：elements()(类似于Map接口定义的values()方法）和keys()（类似于Map接口定义的keySet()方法)，现在很少使用这两种方法。

两点区别：

• Hashtable是一个线程安全的Map实现，但HashMap是线程不安全的实现，所以HashMap比Hashtable的性能高些；但如果多线程访问同一个Map对象，使用Hashtable实现类更好。
• Hashtable不允许使用null作为key和value，如果为null，则引发NullPointerException异常；但HashMap可以使用null作为key或value。

　　由于HashMap里的可以不能重复，所以HashMap里最多只有一对key-value值为null，但可以有无数多项key-value对的value为null。

　　HashMap重写了toString()方法方法总是返回如下格式的字符串：{key1 = value1，key2 = value2..}

　　HashMap、Hashtable判断两个key相等的标准是：两个key通过equasl方法比较返回ture,两个key的hashCode值相等。

LinkedHashMap类

　　HashMap有一个子类：LinkedHashMap,它也是双向链表来维护key-value对的次序，该链表定义了迭代顺序，该迭代顺序与key-value对的插入顺序保持一致。

LinkedHashMap可以避免对HashMap、Hashtable里的key-value对进行排序（只要插入key-value对时保持顺序即可）。同时又可避免使用TreeMap所增加的成本。

LinkedHashMap需要维护元素的插入顺序，因此性能略低于HashMap的性能，但在迭代访问Map里的全部元素时将有很好的性能，因为它以链表来维护内部顺序。

Properties类

　　Properties类是Hashtable类的子类，用于处理属性文件（例如Windows操作平台上的ini文件）。Properties类可以把Map对象和属性文件关联起来，从而可以把Map对象中的key-value对写入属性文件，也可以把属性文件中的属性名=属性值加载到Map对象中。由于属性文件里的属性名、属性值只能是字符串类型，所以Properties里的key、value都是字符串类型，该类提供了如下三个方法来修改Properties里的key、value值。

1. String getProperty(String key):获取Properties中指定属性名对应的属性值，类似于Map的get(Object key)方法。
2. String getProperty(String key, String defaultValue):该方法与前一个方法基本类似。该方法多一个功能，如果Properties中不存在指定key时，该方法返回默认值。
3. Object geProperty(String key、String value):设置属性值，类似Hashtable的put方法。

提供两个读、写属性文件的方法：

1. void load(InputStream inStream):从属性文件（以输入流表示）中加载属性名=属性值，把加载到的属性名=属性值对追加到Properties里（由于Properties是Hashtable)的子类，它不保证key-value对之间的次序）。
2. void Store(OutputStream out, String comment):将Properties中的key-valu对写入指定属性文件（以输出流表示）。

示例程序：

public class TestProperties
{
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        Properties props = new Properties();
        //向Properties中增加属性
        props.setProperty("username" , "yeeku");
        props.setProperty("password" , "123456");
        //将Properties中的属性保存到a.ini文件中
        props.store(new FileOutputStream("a.ini") , "comment line");
        //新建一个Properties对象
        Properties props2 = new Properties();
        //向Properties中增加属性
        props2.setProperty("gender" , "male");
        //将a.ini文件中的属性名-属性值追加到props2中
        props2.load(new FileInputStream("a.ini") );
        System.out.println(props2);
    }
}

运行结果：

{password=123456, gender=male, username=yeeku}

2、SortedMap接口和TreeMap实现类

　　Map接口派生了一个SortedMap子接口，TreeMap为其实现类。类似TreeSet排序，TreeMap也是基于红黑树对TreeMap中所有key进行排序，从而保证TreeMap中所有key-value对处于有序状态。TreeMap两种排序方法：

1. 自然排序：TreeMap的所有key必须实现Comparable接口，而且所有key应该是同一个类的对象，否则将会抛出ClassCastExcepiton异常。
2. 定制排序：创建TreeMap时，传入一个Comparator对象，该对象负责对TreeＭap中所有key进行排序。采用定制排序时不要求Map的key实现Comparable接口。

　　TreeMap中判断两个key相等的标准也是两个key通过equals比较返回true，而通过compareTo方法返回0，TreeMap即认为这两个key是相等的。

　　如果使用自定义的类作为TreeMap的key，应重新该类的equals方法和compareTo方法时应有一致的返回结果：即两个key通过equals方法比较返回true时，它们通过compareTo方法比较应该返回0。如果equals方法与compareTo方法的返回结果不一致，要么该TreeMap与Map接口的规则有出入（当equals比较返回true,但CompareTo比较不返回0时），要么TreeMap处理起来性能有所下降（当compareTo比较返回0，当equals比较不返回true时）。

TreeMap中提供了系列根据key顺序来访问Map中key-value对方法：

1. Map.Entry firstEntry():返回该Map中最小key所对应的key-value对，如果该Map为空，则返回null。
2. Object firstKey():返回该Map中的最小key值，如果该Map为空，则返回null。
3. Map.Entry lastEntry():返回该Map中最大key所对应的key-value对，如果该Map为空，或不存在这样的key-value都返回null。
4. Object lastKey():返回该Map中的最大key值，如果该Map为空，或不存在这样的key都返回null。
5. Map.Entry higherEntry(Object key):返回该Map中位于key后一位的key-value对（即大于指定key的最小key所对应的key-value对）。如果该Map为空，则返回null。
6. Object higherKey():返回该Map中位于key后一位的key值（即大于指定key的最小key值）。如果该Map为空，或不存在这样的key都返回null。
7. Map.Entry lowerEntry(Object key):返回该Map中位于key前一位的key-value对（即小于指定key的最大key所对应的key-value对）。如果该Map为空，或不存在这样的key-value则返回null。
8. Object lowerKey():返回该Map中位于key前一位的key值（即小于指定key的最大key值）。如果该Map为空，或不存在这样的key都返回null。
9. NavigableMap subMap(Object fromKey, boolean fromInclusive, Object tokey, boolean tolnclusive):返回该Map的子Map，其key的范围从fromKey(是否包括取决于第二个参数）到tokey（是否包括取决于第四个参数）。
10. SorterMap subMap（Object fromKey， Object toKey)：返回该Map的子Map，其key的范围从fromKey（包括）到toKey（不包括）。
11. SortedMap tailMap（Object fromKey，boolean inclusive）:返回该Map的子Map，其key的范围是大于fromkey（是否包括取决于第二个参数）的所有key。
12. NavigableMap headMap(Object toKey, boolean lnclusive):返回该Map的子Map，其key的范围是小于fromKey（是否包括取决于第二个参数）的所有key。

程序示例：

//R类，重写了equals方法，如果count属性相等返回true
//重写了compareTo(Object obj)方法，如果count属性相等返回0;
class R implements Comparable
{
    int count;
    public R(int count)
    {
        this.count = count;
    }
    public String toString()
    {
        return "R(count属性:" + count + ")";
    }
    public boolean equals(Object obj)
    {
        if (this == obj)
        {
            return true;
        }
        if (obj != null
            && obj.getClass() == R.class)
        {
            R r = (R)obj;
            if (r.count == this.count)
            {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    public int compareTo(Object obj)
    {
        R r = (R)obj;
        if (this.count > r.count)
        {
            return 1;
        }
        else if (this.count == r.count)
        {
            return 0;
        }
        else
        {
            return -1;
        }
    }
}
public class TestTreeMap
{
    public static void main(String[] args)
    {
        TreeMap tm = new TreeMap();
        tm.put(new R(3) , "轻量级J2EE企业应用实战");
        tm.put(new R(-5) , "Struts2权威指南");
        tm.put(new R(9) , "ROR敏捷开发最佳实践");
        System.out.println(tm);
        //返回该TreeMap的第一个Entry对象
        System.out.println(tm.firstEntry());
        //返回该TreeMap的最后一个key值
        System.out.println(tm.lastKey());
        //返回该TreeMap的比new R(2)大的最小key值。
        System.out.println(tm.higherKey(new R(2)));
        //返回该TreeMap的比new R(2)小的最大的key－value对。
        System.out.println(tm.lowerEntry(new R(2)));
        //返回该TreeMap的子TreeMap
        System.out.println(tm.subMap(new R(-1) , new R(4)));

    }
}

运行结果：

{R(count属性:-5)=Struts2权威指南, R(count属性:3)=轻量级J2EE企业应用实战, R(count属性:9)=ROR敏捷开发最佳实践} 
R(count属性:-5)=Struts2权威指南 
R(count属性:9) 
R(count属性:3) 
R(count属性:-5)=Struts2权威指南 
{R(count属性:3)=轻量级J2EE企业应用实战}