java Map接口子类HashMap遍历与LinkedHashMap详解

一、概述

现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即java.util.Map接口。
我们通过查看Map接口描述，发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合，它们存储数据的形式不同，

如下图：

• Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。

• Map中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。

• Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。

• 需要注意的是，Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。

二、Map常用子类

通过查看Map接口描述，看到Map有多个子类，这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

• HashMap<K,V> ：存储数据采用的哈希表结构，元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

• LinkedHashMap<K,V> ：HashMap下有个子类LinkedHashMap，存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致；通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复，需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

tips：Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时，要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同，也可以不同。

三、Map接口中的常用方法

Map接口中定义了很多方法，常用的如下：

• public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。

• public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。

• public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。

• boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。

• public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。

• public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

Map接口的方法演示：

public class MapDemo {
   public static void main(String[] args) {
       //创建 map对象
       HashMap<String, String>  map = new HashMap<String, String>();
       //添加元素到集合
       map.put("青菜", "萝卜");
       map.put("红花", "绿叶");
       map.put("美景", "佳人");
       System.out.println(map);

//String remove(String key)
       System.out.println(map.remove("青菜"));
       System.out.println(map);

// 查看 红花的键值是啥
       System.out.println(map.get("红花"));
       System.out.println(map.get("青菜"));    
   }
}

Tips:
使用put方法时，若指定的键(key)在集合中没有，则没有这个键对应的值，返回null，并把指定的键值添加到集合中；
若指定的键(key)在集合中存在，则返回值为集合中键对应的值（该值为替换前的值），并把指定键所对应的值，替换成指定的新值。

四、Map集合遍历键找值方式

键找值方式：即通过元素中的键，获取键所对应的值

分析步骤：

• 获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:keyset()

• 遍历键的Set集合，得到每一个键。

• 根据键，获取键所对应的值。方法提示:get(K key)

代码演示：

public class MapDemo01 {
   public static void main(String[] args) {
       //创建Map集合对象
       HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
       //添加元素到集合
       map.put("青菜", "萝卜");
       map.put("红花", "绿叶");
       map.put("美景", "佳人");
       //获取所有的键  获取键集
       Set<String> keys = map.keySet();
       // 遍历键集 得到 每一个键
       for (String key : keys) {
         //key  就是键
           //获取对应值
           String value = map.get(key);
           System.out.println(key+"的CP是："+value);
       }  
   }
}

五、Entry键值对对象

我们已经知道，Map中存放的是两种对象，一种称为key(键)，一种称为value(值)，它们在在Map中是一一对应关系，这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)。Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历Map集合时，就可以从每一个键值对（Entry）对象中获取对应的键与对应的值。
既然Entry表示了一对键和值，那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法：

• public K getKey()：获取Entry对象中的键。

• public V getValue()：获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：

• public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

六、Map集合遍历键值对方式

键值对方式：即通过集合中每个键值对(Entry)对象，获取键值对(Entry)对象中的键与值。

操作步骤：

• 获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。

• 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。

• 通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。 方法提示:getkey() getValue()

public class MapDemo02 {
   public static void main(String[] args) {
       // 创建Map集合对象
       HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
       // 添加元素到集合
       map.put("青菜", "萝卜");
       map.put("红花", "绿叶");
       map.put("美景", "佳人");

// 获取 所有的 entry对象  entrySet
       Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();

// 遍历得到每一个entry对象
       for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
          // 解析
           String key = entry.getKey();
           String value = entry.getValue();  
           System.out.println(key+"的CP是:"+value);
       }
   }
}

Tips：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

七、HashMap存储自定义类型键值

练习：每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

注意：学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。

编写学生类：

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;
       return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
   }
   @Override
   public int hashCode() {
       return Objects.hash(name, age);
   }
}

编写测试类：

public class HashMapTest {
   public static void main(String[] args) {
       //1,创建Hashmap集合对象。
       Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();
       //2,添加元素。
       map.put(newStudent("lisi",28), "上海");
       map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");
       map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");
       map.put(newStudent("zhouqi",25), "广州");
       map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");
       //3,取出元素。键找值方式
       Set<Student>keySet = map.keySet();
       for(Student key: keySet){
           Stringvalue = map.get(key);
           System.out.println(key.toString()+"....."+value);
       }
   }
}

• 当给HashMap中存放自定义对象时，如果自定义对象作为key存在，这时要保证对象唯一，必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记，请回顾HashSet存放自定义对象)。

• 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致，可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

八、LinkedHashMap

我们知道HashMap保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？

在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

public class LinkedHashMapDemo {
   public static void main(String[] args) {
       LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
       map.put("青菜", "萝卜");
       map.put("红花", "绿叶");
       map.put("美景", "佳人");
       Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
       for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
           System.out.println(entry.getKey() + "  " + entry.getValue());
       }
   }
}

结果:

青菜  萝卜
红花  绿叶
美景  佳人
复制代码

九、Map集合练习

需求：计算一个字符串中每个字符出现次数。

分析：

• 获取一个字符串对象

• 创建一个Map集合，键代表字符，值代表次数。

• 遍历字符串得到每个字符。

• 判断Map中是否有该键。

• 如果没有，第一次出现，存储次数为1；如果有，则说明已经出现过，获取到对应的值进行++，再次存储。

• 打印最终结果

代码：

public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
       //友情提示
       System.out.println("请录入一个字符串:");
       String line = new Scanner(System.in).nextLine();
       // 定义 每个字符出现次数的方法
       findChar(line);
   }
   private static void findChar(String line) {
       //1:创建一个集合 存储  字符 以及其出现的次数
       HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
       //2:遍历字符串
       for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
           char c = line.charAt(i);
           //判断 该字符 是否在键集中
           if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
               //那就是第一次
               map.put(c, 1);
           } else {
               //先获取之前的次数
               Integer count = map.get(c);
               //count++;
               //再次存入  更新
               map.put(c, ++count);
           }
       }
       System.out.println(map);
   }
}

十、JDK9对集合添加的优化

通常，我们在代码中创建一个集合（例如，List 或 Set ），并直接用一些元素填充它。 实例化集合，几个 add方法 调用，使得代码重复。

public class Demo01 {
   public static void main(String[] args) {
       List<String> list = new ArrayList<>();
       list.add("abc");
       list.add("def");
       list.add("ghi");
       System.out.println(list);
   }
}

Java 9，添加了几种集合工厂方法,更方便创建少量元素的集合、map实例。新的List、Set、Map的静态工厂方法可以更方便地创建集合的不可变实例。

例子：

public class HelloJDK9 {  
   public static void main(String[] args) {  
       Set<String> str1=Set.of("a","b","c");  
       //str1.add("c");这里编译的时候不会错，但是执行的时候会报错，因为是不可变的集合  
       System.out.println(str1);  
       Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2);  
       System.out.println(str2);  
       List<String> str3=List.of("a","b");  
       System.out.println(str3);  
   }  
}

需要注意以下两点：

of()方法只是Map，List，Set这三个接口的静态方法，其父类接口和子类实现并没有这类方法，比如 HashSet，ArrayList等待；

返回的集合是不可变的；

来源：https://juejin.cn/post/7105632871192199182