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编程问答

java集合——映射表+专用集合映射表类

發(fā)布時(shí)間：2023/12/3 编程问答 43 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 java集合——映射表+专用集合映射表类小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

【0】README

0.1） 本文描述轉(zhuǎn)自 core java volume 1，源代碼為原創(chuàng)，旨在理解 java集合——映射表+專用集合映射表類 的相關(guān)知識；
0.2） for full source code , please visit https://github.com/pacosonTang/core-java-volume/blob/master/chapter13/MapTest.java + https://github.com/pacosonTang/core-java-volume/blob/master/chapter13/MapTestOne.java + https://github.com/pacosonTang/core-java-volume/blob/master/chapter13/EnumSetAndEnumMapTest.java

【1】映射表（鍵值對——HashMap + TreeMap）

1.1）映射表： 通常，我們知道某些鍵的信息，想要查找與之對應(yīng)的元素，映射表就是為此目的而設(shè)計(jì)的；（鍵值對）

1.1.1）java類為映射表提供了兩個通用的實(shí)現(xiàn)： HashMap 和 TreeMap，它們都實(shí)現(xiàn)了 Map 接口；
1.1.2）散列映射表對鍵進(jìn)行散列，樹映射表用鍵的整體順序?qū)υ剡M(jìn)行排序，并將其組織成搜索樹；
1.1.3）散列或比較函數(shù)只能作用于鍵。與鍵關(guān)聯(lián)的值不能進(jìn)行散列或比較；（只與key有關(guān)，與value 無關(guān)）；

1.2）應(yīng)該選擇散列映射還是樹映射表呢？如果不需要按照排列順序訪問鍵，就最好選擇散列；（TreeMap 有序，而HashMap無序）

1.2.1）看個荔枝：

Map<String, Employee> staff = new HashMap<>(); // HashMap implements Map Employee harry = new Employee(); staff.puf("hehe", harry);

對以上代碼的分析（Analysis）：

A1）要檢索一個對象，提供一個鍵：

String s = "hehe"; e = staff.get(s) ; //gets harry

如果在映射表中沒有與給定鍵對應(yīng)的信息， get 將返回 null；
A2） remove方法用于從映射表中刪除給定鍵的對應(yīng)元素，而 size 用戶返回映射表的元素?cái)?shù)目；

1.3）獲得映射表的視圖 （干貨）

1.3.1）映射表有3個視圖：鍵集、值集　和　鍵值對集。鍵集和鍵值集對形成了一個集合，因?yàn)樵谟成浔碇幸粋€鍵只能有一個副本。
1.3.2）下面方法將返回 3個視圖：

Set<K> keySet(); Collection<K> values(); Set<Map.Entry<K,V>> entrySet

Attention）

A1） keySet 既不是 HashSet 也不是 TreeSet，而是實(shí)現(xiàn)了 Set 接口的某個其他類的對象；
A2） Set接口擴(kuò)展了 Collection接口，因此，可以與使用任何集合一樣使用 keySet；
1.3.3）看個荔枝：

Set<String> keys = map.keySet(); for(String key : keys) {do sth with key }

Hint）

H1）如果想要查看鍵和值，就可以通過枚舉各個條目查看，以避免對值進(jìn)行查找。可以使用下面的代碼框架：

for(Map.Entry<String , Employee> entry: staff.entrySet()) {String key = entry.getKey();Employee e = entry.getValue();do sth with key }

H2）如果調(diào)用迭代器的 remvoe方法，實(shí)際上就從映射表中刪除了鍵以及對應(yīng)的值。 但是，不能將元素添加到鍵集的視圖中KeySet；如果試圖調(diào)用add 方法，將會拋出一個 UnsupportedOperationException異常；

1.4）看個荔枝：

API java.util.Map<K, V> 1.2 V get(OBject key) V put(K key, V value) void putAll(Map<? extends K, ? extends V> entries) boolean containsKey(Object key) boolean containsValue(Object value) Set<Map.Entry<K,v> entrySet> Set<K> keySet() Collection><V> values();API java.util.Map.Entry<K, V> 1.2 K getKey() V getValue() V setValue(V newValue)API java.util.HashMap<K, V> 1.2 HashMap() HashMap(int initialCapacity) HashMap(int initialCapacity, flaot loadFactor)API java.util.TreeMap<K, V> 1.2 TreeMap(Comparator<? super K> c) TreeMap(Map<? super K, ? extends V> entries) TreeMap(SortedMap<? extends K, ? extends V> entries)API java.util.SortedMap<K, V> 1.2 Comparator<? super K> comparator() K firstKey() K lastKey()

【2】專用集合映射表類

2.1）弱散列映射表（WeakHashMap）

2.1.1）出現(xiàn)的問題： 設(shè)計(jì) WeakHashMap 類是為了解決一個有趣的問題。如果有一個值，對應(yīng)的鍵已經(jīng)不再使用了，將會出現(xiàn)什么情況呢？假定對某個鍵的最后一次引用已經(jīng)消亡，不再有任何途徑引用這個值的對象了。但是，由于在程序中的任何部分沒有再出現(xiàn)這個鍵，所以，這個鍵值對無法從映射表中刪除。為什么垃圾回收器不能刪除它呢？難道刪除無用的對象不是垃圾回收器的工作嗎？
2.1.2）垃圾回收器： 它跟蹤活動的對象，只要映射表對象是活動的，其中的所有桶都是活動的，它們不能被回收。
2.1.3）因此，需要由程序負(fù)責(zé)從長期存活的映射表中刪除那些無用的值。或者使用 WeakHashMap 完成這件事情。
2.1.4）當(dāng)對鍵的唯一引用來自散列條目時(shí)，這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與垃圾回收器協(xié)同工作一起刪除鍵值對；

2.2）了解 WeakHashMap的內(nèi)部運(yùn)行情況： WeakHashMap 使用弱引用（weak reference）保存鍵。

WeakReference對象將引用保存到另外一個對象中，在這里，就是散列表鍵。對于這種類型的對象，垃圾回收器用一種特有的方式進(jìn)行處理。通常，如果垃圾回收器發(fā)現(xiàn)這個特定的對象已經(jīng)沒有他人引用了，就將其回收。然而，如果某個對象只能由 WeakReference 引用，垃圾回收器仍然會回收它，但要將引用這個對象的弱引用放入隊(duì)列中。 WeakHashMap 將周期性地檢查隊(duì)列，以便找出新添加的弱引用。一個弱引用進(jìn)入隊(duì)列意味著這個鍵不再被他人使用，并且已經(jīng)被收集起來。于是， WeakHashMap 將刪除對應(yīng)的條目；

2.3）鏈接散列集和鏈接映射表（LinkedHashSet 和 LinkedHashMap）

2.3.1）Java SE 1.4 增加了兩個類： LinkedHashSet 和 LinkedHashMap， 用來記住插入元素項(xiàng)的順序（干貨——引入鏈接散列集和鏈接散列表的原因， LinkedHashSet 和 LinkedHashMap，用來記住插入元素項(xiàng)的順序），這樣就可以避免在散列表中的項(xiàng)從表面上看是隨機(jī)排列的。當(dāng)條目插入到表中時(shí)，就會并入到雙向鏈表中；
2.3.2）看個荔枝：

Map<String, Employee> staff = new HashMap<>();staff.put("14", new Employee("Amy"));staff.put("56", new Employee("Harry"));staff.put("15", new Employee("Gary"));staff.put("45", new Employee("Francesca"));

然后 staff.keySet().iterator() 以下面次序枚舉鍵：
（https://github.com/pacosonTang/core-java-volume/blob/master/chapter13/MapTestOne.java）
并且 staff.values().iterator() 以下列順序枚舉這些值；
2.3.3）鏈接散列映射表將用訪問順序，而不是插入順序，對映射表?xiàng)l目進(jìn)行迭代。每次調(diào)用 get 或 put，受到影響的條目將從當(dāng)前位置刪除，并放到條目鏈表的尾部；
2.3.4）訪問順序?qū)τ趯?shí)現(xiàn)高速緩存的 “最近最少使用”原則十分重要。
2.3.5）可以構(gòu)造一個 LinkedHashMap的子類，然后覆蓋下面這個方法：

protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest)

2.3.6）看個荔枝：（每當(dāng)方法返回true時(shí)，就添加一個新條目，從而導(dǎo)致刪除 eldest 條目），下面的高速緩存可以存放100個元素：

Map<K, V> cache = new LinkedhashMap<>(128, 0.75F, true) {protecte boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest){return size() > 100;} }

2.4）枚舉集與映射表

2.4.1） EnumSet 是一個枚舉類型元素集的高效實(shí)現(xiàn)。如果對應(yīng)的值在集合中，相應(yīng)的位被置為1；
2.4.2） EnumSet 類沒有公共的構(gòu)造器。可以使用靜態(tài)工廠方法構(gòu)造這個集；

enum Weekday {MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, , SATURDAY, SUNDAY} EnumSet<Weekday> always = EnumSet.allOf(Weekday.class); EnumSet<Weekday> never = EnumSet.noneof(Weekday.class); EnumSet<Weekday> workday= EnumSet.range(Weekday.MONDAY, Weekday.FRIDAY); EnumSet<Weekday> mwf = EnumSet.of(Weekday.MONDAY, Weekday.WEDNESDAY, Weekday.FRIDAY);

2.4.3）可以修改 Set接口的常用方法來修改 EnumSet；
2.4.4）EnumMap 是一個鍵類型為枚舉類型的映射表。 它可以直接且高效地用一個值數(shù)組實(shí)現(xiàn)，在使用時(shí)，需要再構(gòu)造器中指定鍵類型：

EnumMap<Weekday, Employee> map = new EnumMap<>(Weekday.class);

Annotation） 在 EnumSet的 API文檔中，將會看到 E extends Enum ，簡單的說，它的意思是 E 是一個枚舉類型。所有的枚舉類型都擴(kuò)展于泛型 Enum 類；如 Weekday 擴(kuò)展于 Enum；

API java.util.EnumSet<E extends Enum<E>> 5.0static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> allOf(Class<E> enumType) 返回一個包含給定枚舉類型的所有值的集合；static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> noneOf(Class<E> enumType) 返回一個空集，并有足夠的空間保存給定的枚舉類型所有的值；static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> range(E from , E to) 返回一個包含 from~to 之間的所有值（包括邊界from 和 to）的集；static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> of(E value) static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> of(E value, E ...values) 返回包括給定值的集合；API java.util.EnumMap<K extends Enum<K, V>> 5.0 EnumMap<Class<K> keyType> 構(gòu)造一個鍵為給定類型的空映射集；java.util.IdentityHashMap<K, V> 1.4 IdentityHashMap() IdentityHashMap(int expectedMaxSize) 構(gòu)造一個空的標(biāo)識散列映射集，其容量大于1.5 * expectedMaxSize的2 的最小次冪（ expectedMaxSize 的默認(rèn)值為21）API java.lang.System 1.0static int idnetityHashCode(Object obj) 1.1 返回 Object.hashCode 計(jì)算出來的相同散列碼，即使 obj 所屬的類已經(jīng)重新定義了了 hashCode 方法也是如此；

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java集合——映射表+专用集合映射表类的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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