c++ map iterator 获取key_JAVA | Map集合使用详解
??了解Set集合如何使用和旗下各類比較,這篇我們繼續和大家一起看看Map集合的使用機制。
Map
Map集合介紹
??Map(也稱為字典、關聯數組)是用于保存具有映射關系的數據,保存兩組值,key和value,這兩組值可以是任何應用類型的數據。
??Map的key不允許重復(底層Map的keySet()返回的是key的Set集合,所以key不會重復),即Map中對象的任意兩個key通過equals()方法得到的都是false。而,Map的value值是可以重復的(Map的底層values()方法返回類型是Collection,可以存儲重復元素),通過key總能找到唯一的value,Map中的key組成一個Set集合,所以可以通過keySet()方法返回所有key。Set底層也是通過Map實現的,只不過value都是null的Map來實現的。
static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
private transient HashMap map;// Dummy value to associate with an Object in the backing Mapprivate static final Object PRESENT = new Object();public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}public HashSet(Collection extends E> c) {
map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
addAll(c);
}public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}public HashSet(int initialCapacity) {
map = new HashMap<>(initialCapacity);
}public boolean add(E e) {return map.put(e, PRESENT)==null;
}
}
Map實現類
??Map典型的實現類是HashMap、Hashtable(HashMap子類還有LinkedHashMap)、SortedMap子接口及實現類TreeMap、WeakHashMap、IndentityHashMap等。
??Map有一個內部類Entry,該類封裝了key-value對,有如下三個方法:
- K getKey();:獲取Entry中的key值;
- V getValue();:獲取Entry中的value值;
- V setValue(V value);:設置Entry中的value值,并返回新設置的value值。
Map常用方法
- int size();:返回Map的key-value對的長度。
- boolean isEmpty();:判斷該Map是否為空。
- boolean containsKey(Object key);:判斷該Map中是否包含指定的key。
- boolean containsValue(Object value);:判斷該Map是否包含一個或多個value。
- V get(Object key);:獲取某個key所對應的value;若不包含該key,則返回null。
- V put(K key, V value);:向Map添加key-value對,當Map中有一個與該key相等的key-value對,則新的會去覆蓋舊的。
- V remove(Object key);:移除指定的key所對應的key-value對,若成功刪除,則返回移除的value值。
- void putAll(Map extends K, ? extends V> m);:將指定的Map中的key-value對全部復制到該Map中。
- void clear();:清除Map中的所有key-value對。
- Set keySet();:獲取該Map中所有key組成的Set集合。
- Collection values();:獲取該Map中所有value組成的Collection。
- Set> entrySet();:返回該Map中Entry類的Set集合。
- boolean remove(Object key, Object value) :刪除指定的key-value對,若刪除成功,則返回true;否則,返回false。
HashMap
HashMap介紹
??HashMap底層是數組+鏈表的形式,實現Map.Entry接口,數組是Entry[]數組,是一個靜態內部類,Entry是key-value鍵值對,持有一個指向下一個元素的next引用,這就構成鏈表(單向鏈表)。
??HashMap底層是數組和鏈表的結合體。底層是一個線性數組結構,數組中的每一項又是一個鏈表。當新建一個HashMap的時候,就會初始化一個數組。數組是Entry[]數組,靜態內部類。Entry就是數組中的元素,每個 Map.Entry 其實就是一個key-value對,它持有一個指向下一個元素的引用next,這就構成了鏈表。
??根據指定的hash值找到在table中的索引;HashMap底層數組的長度是2^n,默認是16,負載因子為0.75,所以最大容量閾值threshold = (int)(capacity * loadFactor);即16*0.75=12,當超過這個閾值的時候,開始擴容,即每次擴容增加一倍。
HashMap LoadFactor源碼
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;/**
* Constructs an empty HashMap with the default initial capacity
* (16) and the default load factor (0.75).
*/
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
底層讀寫元素原理
底層讀寫元素原理by https://www.cnblogs.com/shileibrave/p/9836731.html
put實現原理
??當我們往HashMap中put元素的時候:當程序試圖將一個key-value對放入HashMap中時,
get實現原理
??從HashMap中get元素時,
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
遍歷Map的方式
第一種方式:Iterator的方式
Iterator> itr = map.entrySet().iterator();//等價于Set> set = map.entrySet();//Iterator> itr = set.iterator();while(itr.hasNext()){Map.Entry entry = itr.next();
String key = entry.getKey();
Integer value = entry.getValue();
System.out.println(key+" : "+value);
}
第二種:增強型for循環
//使用增強型for循環for(Map.Entry entry : map.entrySet()){
System.out.println(entry.getKey() +"=" +entry.getValue());
}
HashMap示例
1)運行主類
public class DemoApplication {public static void main(String[] args) {
Map bookMap = new HashMap<>();
bookMap.put(1,"book01");
bookMap.put(2,"book02");
bookMap.put(3,"book03");
bookMap.put(4,"book04");
bookMap.put(5,"book01");
System.out.println("原集合:" + bookMap);//獲取map大小
System.out.println("size()獲取map大小:" + bookMap.size());//判斷map是否為空
System.out.println("isEmpty()判斷是否為空:" + bookMap.isEmpty());//判斷該Map中是否包含指定的key
System.out.println("containsKey()判斷該Map中是否包含指定的key:" + bookMap.containsKey(2));//判斷該Map是否包含一個或多個value
System.out.println("containsValue()判斷該Map是否包含一個或多個value:" + bookMap.containsValue("book01"));//獲取某個key所對應的value;若不包含該key,則返回null
System.out.println("獲取某個key所對應的value:" + bookMap.get(2));
System.out.println("獲取某個key所對應的value;若不包含該key,則返回null:" + bookMap.get(100));//put重復key,覆蓋舊value;
System.out.println("put重復key:" + bookMap.put(1,"book001"));
System.out.println("新集合:" + bookMap);//移除指定的key所對應的key-value對,若成功刪除,則返回移除的value值。
System.out.println("移除指定的key所對應的key-value對:" + bookMap.remove(1));//將指定的Map中的key-value對全部復制到該Map中
Map newMap = new HashMap<>();
newMap.put(10, "book10");
newMap.put(11, "book11");
System.out.println("newMap:" + newMap);
bookMap.putAll(newMap);
System.out.println("putAll()將指定的Map中的key-value對全部復制到該Map中:" + bookMap);//清除Map中的所有key-value對
newMap.clear();
System.out.println("clear()清除Map中的所有key-value對:" + newMap);//獲取該Map中所有key組成的Set集合
Set keySet = bookMap.keySet();
System.out.println("keySet()獲取該Map中所有key組成的Set集合:" + keySet);//獲取該Map中所有value組成的Collection
Collection values = bookMap.values();
System.out.println("values()獲取該Map中所有value組成的Collection:" + values);//返回該Map中Entry類的Set集合
Set> entrySet = bookMap.entrySet();
Iterator> iterator = entrySet.iterator();while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry entry = iterator.next();
Integer key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println("key=" + key + ", value=" + value);
}//刪除指定的key-value對,若刪除成功,則返回true;否則,返回false。
System.out.println("刪除指定的key-value對,若刪除成功(存在):" + bookMap.remove(2, "book02"));
System.out.println("刪除指定的key-value對,若刪除成功(不存在):" + bookMap.remove(2, "book02"));
}
}
2)運行結果:
原集合:{1=book01, 2=book02, 3=book03, 4=book04, 5=book01}size()獲取map大小:5
isEmpty()判斷是否為空:falsecontainsKey()判斷該Map中是否包含指定的key:truecontainsValue()判斷該Map是否包含一個或多個value:true
獲取某個key所對應的value:book02
獲取某個key所對應的value;若不包含該key,則返回null:null
put重復key:book01
新集合:{1=book001, 2=book02, 3=book03, 4=book04, 5=book01}
移除指定的key所對應的key-value對:book001
newMap:{10=book10, 11=book11}
putAll()將指定的Map中的key-value對全部復制到該Map中:{2=book02, 3=book03, 4=book04, 5=book01, 10=book10, 11=book11}
clear()清除Map中的所有key-value對:{}
keySet()獲取該Map中所有key組成的Set集合:[2, 3, 4, 5, 10, 11]
values()獲取該Map中所有value組成的Collection:[book02, book03, book04, book01, book10, book11]
key=2, value=book02
key=3, value=book03
key=4, value=book04
key=5, value=book01
key=10, value=book10
key=11, value=book11
刪除指定的key-value對,若刪除成功(存在):true
刪除指定的key-value對,若刪除成功(不存在):false
Hashtable介紹
??Hashtable是和HashMap一樣,屬于Map典型的實現類,區別于HashMap的是,Hashtable是線程安全的Map實現,但是性能低。Hashtable不允許使用null作為key和value;若將null值存入Hashtable,會拋出NullPointerException異常;而HashMap可以使用null作為key或value。
LinkedHashMap介紹
??LinkedHashMap是HashMap的子類,使用雙向鏈表維護key-value對的順序(只是關注key的順序),迭代順序和key-value插入Map中的順序保持一致。
Properties介紹
??Properties類是Hashtable類的子類。通常作為處理屬性配置文件比較好。可以將Map對象中的key-value配置寫入到屬性文件中,反之,也可以將屬性文件中的key=value加載到Map對象中。注意,屬性文件中的屬性key-value只能是字符串類型。提供以下幾個方法來操作Properties
- synchronized Object setProperty(String key, String value):設置屬性值,底層是通過put來實現。
return put(key, value);
}
- String getProperty(String key):獲取指定屬性名的屬性值,底層是通過Map的get(Object key)來實現。
Object oval = super.get(key);
String sval = (oval instanceof String) ? (String)oval : null;
return ((sval == null) && (defaults != null)) ? defaults.getProperty(key) : sval;
}
- String getProperty(String key, String defaultValue):類似于getProperty(String key)方法,在此基礎上多一個功能是當Properties中不存在指定的key時,該方法指定默認值去獲取。
- synchronized void load(InputStream inStream) throws IOException :從屬性文件以輸入流的方式加載key-value對,并將這些key-value追加到Properties中。
- void store(OutputStream out, String comments):將Properties中的key-value對以輸出流的方式輸出到指定的屬性文件中。
TreeMap介紹
??TreeMap是SortedMap接口的實現類,TreeMap底層是紅黑樹數據結構,每個key-value作為紅黑樹的一個節點。TreeMap存儲節點時,根據key對節點進行排序,主要是自然排序和自定義排序。類似于TreeSet。
WeakHashMap介紹
??WeakHashMap用法基本和HashMap類似,不同的是WeakHashMap是對實際對象的弱引用,弱引用就是當WeakHashMap的key所引用的對象沒有被其他強引用變量進行引用時,key所對應的對象就可能會被垃圾回收,WeakHashMap會自動刪除該key所對應的key-value對。而HashMap的key是保留實際對象的強引用,強引用就是當HashMap對象不被銷毀的時候,HashMap所有key所引用的對象就不會被垃圾回收。
IdentityHashMap介紹
??IdentityHashMap也基本類似于HashMap,有一些特殊的地方在于:判斷兩個key相等。HashMap中判斷key相等只需要判斷兩個key通過equals()方法比較返回true,而IdentityHashMap是僅當兩個key通過(key1==key2)相等時才認為相等。IdentityHashMap同樣支持null作為key和value。
EnumMap介紹
??EnumMap是Map的枚舉實現類,所有key都必須是單個枚舉類的枚舉值。創建EnumMap的時候必須顯式或者隱式指定對應的枚舉類。??EnumMap在內部是以數組的形式保存元素,根據key的自然順序,即枚舉值在枚舉類中定義的順序來保存key-value對的順序。EnumMap不允許null作為key,但是可以使用null作為value。
Q&A
HashMap的擴容resize原理,如何擴容?
??當HashMap內的元素對象存儲的爆滿時,就容易出現hash沖突的現象,這個時候就需要底層數組擴容。當然,HashMap這種擴容的操作也是比較消耗性能的,因為這需要原數組中的數據重新計算其在新數組中的位置。下面我們看看底層是如何擴容的
??擴容的時機是什么?當HashMap中的元素個數超過數組大小時(即負載因子loadFactor),HashMap底層就會進行數組的擴容。loadFactor的默認值為0.75,這是一個折中的取值。
??如何擴?數組大小默認為16,當HashMap中元素對象個數超過16*0.75=12時,就把數組的大小擴容到2*16=32,即擴大一倍,然后重新計算每個元素在數組中的位置,而這是一個非常消耗性能的操作,因此實際使用的時候,如果我們開發人員根據業務需求,大概了解HashMap需要存儲多少元素時,我們可以估計一下元素的個數去限定HashMap的大小,這樣就可以提高HashMap的性能。
- 折中操作:負載因子loadFactor衡量的是一個散列表的空間的使用程度,負載因子越大表示散列表空間利用率高。查找一個元素的平均時間為o(1+a),當負載因子變大的時候,空間利用率高了,但是查詢效率降低;當負載因子變小的時候,元素就會稀疏,但是查詢效率高,所以要折中時間和空間。
解決hash沖突的方法有哪些?
HashMap中什么時候會產生沖突?
??HashMap中調用hashCode()方法來計算hashCode。由于在Java中兩個不同的對象可能有一樣的hashCode,所以不同的鍵可能有一樣hashCode,從而導致沖突的產生。
Java8中HashMap和LinkedHashMap如何解決沖突?
??以上就是Java中HashMap如何處理沖突。這種方法被稱為鏈地址法,因為使用鏈表存儲同一桶內的元素。通常情況HashMap,HashSet,LinkedHashSet,LinkedHashMap,ConcurrentHashMap,HashTable,IdentityHashMap和WeakHashMap均采用這種方法處理沖突。從JDK 8開始,HashMap,LinkedHashMap和ConcurrentHashMap為了提升性能,在頻繁沖突的時候使用平衡樹來替代鏈表。因為HashSet內部使用了HashMap,LinkedHashSet內部使用了LinkedHashMap,所以他們的性能也會得到提升。
HashMap和TreeMap區別
Hashmap和Hashset區別
?&esmp;HashSet底層是通過HashMap實現的。add的時候,調用map的put方法,value始終是PRESENT,所以HashSet是所有value值都相同的HashMap。
HashMap和Hashtable異同
同:
??兩者都是用key-value方式獲取數據。異:
如何讓HashMap同步
??通過Collections集合工具類中的synchronizedMap()方法實現同步:Map map = Collections.synchronizedMap(hashMap);。Collections.synchronizedMap()實現原理是Collections定義了一個SynchronizedMap的內部類,這個類實現了Map接口,在調用方法時使用synchronized來保證線程同步,當然了實際上操作的還是我們傳入的。
源碼
private static class SynchronizedMap<K,V>implements Map<K,V>, Serializable {private static final long serialVersionUID = 1978198479659022715L;
private final Map m; // Backing Mapfinal Object mutex; // Object on which to synchronize
SynchronizedMap(Map m) {this.m = Objects.requireNonNull(m);
mutex = this;
}
SynchronizedMap(Map m, Object mutex) {this.m = m;this.mutex = mutex;
}public int size() {synchronized (mutex) {return m.size();}
}public boolean isEmpty() {synchronized (mutex) {return m.isEmpty();}
}public boolean containsKey(Object key) {synchronized (mutex) {return m.containsKey(key);}
}public boolean containsValue(Object value) {synchronized (mutex) {return m.containsValue(value);}
}public V get(Object key) {synchronized (mutex) {return m.get(key);}
}public V put(K key, V value) {synchronized (mutex) {return m.put(key, value);}
}public V remove(Object key) {synchronized (mutex) {return m.remove(key);}
}public void putAll(Map extends K, ? extends V> map) {synchronized (mutex) {m.putAll(map);}
}public void clear() {synchronized (mutex) {m.clear();}
}private transient Set keySet;private transient Set> entrySet;private transient Collection values;public SetkeySet() {synchronized (mutex) {if (keySet==null)
keySet = new SynchronizedSet<>(m.keySet(), mutex);return keySet;
}
}public Set> entrySet() {synchronized (mutex) {if (entrySet==null)
entrySet = new SynchronizedSet<>(m.entrySet(), mutex);return entrySet;
}
}public Collectionvalues() {synchronized (mutex) {if (values==null)
values = new SynchronizedCollection<>(m.values(), mutex);return values;
}
}public boolean equals(Object o) {if (this == o)return true;synchronized (mutex) {return m.equals(o);}
}public int hashCode() {synchronized (mutex) {return m.hashCode();}
}public String toString() {synchronized (mutex) {return m.toString();}
}// Override default methods in Map@Overridepublic V getOrDefault(Object k, V defaultValue) {synchronized (mutex) {return m.getOrDefault(k, defaultValue);}
}@Overridepublic void forEach(BiConsumer super K, ? super V> action) {synchronized (mutex) {m.forEach(action);}
}@Overridepublic void replaceAll(BiFunction super K, ? super V, ? extends V> function) {synchronized (mutex) {m.replaceAll(function);}
}@Overridepublic V putIfAbsent(K key, V value) {synchronized (mutex) {return m.putIfAbsent(key, value);}
}@Overridepublic boolean remove(Object key, Object value) {synchronized (mutex) {return m.remove(key, value);}
}@Overridepublic boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) {synchronized (mutex) {return m.replace(key, oldValue, newValue);}
}@Overridepublic V replace(K key, V value) {synchronized (mutex) {return m.replace(key, value);}
}@Overridepublic V computeIfAbsent(K key,
Function super K, ? extends V> mappingFunction) {synchronized (mutex) {return m.computeIfAbsent(key, mappingFunction);}
}@Overridepublic V computeIfPresent(K key,
BiFunction super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {synchronized (mutex) {return m.computeIfPresent(key, remappingFunction);}
}@Overridepublic V compute(K key,
BiFunction super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {synchronized (mutex) {return m.compute(key, remappingFunction);}
}@Overridepublic V merge(K key, V value,
BiFunction super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {synchronized (mutex) {return m.merge(key, value, remappingFunction);}
}private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {synchronized (mutex) {s.defaultWriteObject();}
}
}
[每篇微語]
做人有三碗面最難吃:人面、場面、情面。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?——?杜月笙
總結
以上是生活随笔為你收集整理的c++ map iterator 获取key_JAVA | Map集合使用详解的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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