新手小白学JAVA Set HashSet Map HashMap

未分类 2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿

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1 Map接口

1.1 概述

Java.util接口Map<K,V>
类型参数 : K - 表示此映射所维护的键 V – 表示此映射所维护的对应的值
也叫做哈希表、散列表. 常用于键值对结构的数据.其中键不能重复,值可以重复
新手小白学JAVA Set HashSet Map HashMap

1.2 特点

Map可以根据键来提取对应的值
Map的键不允许重复,如果重复,对应的值会被覆盖
Map存放的都是无序的数据
Map的初始容量是16,默认的加载因子是0.75

TIPS:源码摘抄:
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
初始容量1<<4,相当于1*(2^4),也就是16
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
默认的加载因子是0.75f,也就是存到75%开始扩容,按照2的次幂进行扩容

1.3 继承结构

新手小白学JAVA Set HashSet Map HashMap

1.4 常用方法

学习Map接口中的方法即可

void clear() 从此映射中移除所有映射关系（可选操作） boolean containsKey(Object key) 如果此映射包含指定键的映射关系，则返回 true
boolean containsValue(Object value) 如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回 true
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() 返回此映射中包含的映射关系的 Set 视图
boolean equals(Object o) 比较指定的对象与此映射是否相等
V get(Object key) 返回指定键所映射的值；如果此映射不包含该键的映射关系，则返回 null
int hashCode() 返回此映射的哈希码值
boolean isEmpty() 如果此映射未包含键-值映射关系，则返回 true
Set keySet() 返回此映射中包含的键的 Set 视图
V put(K key, V value) 将指定的值与此映射中的指定键关联（可选操作）
void putAll(Map<? extends K,? extends V> m)从指定映射中将所有映射关系复制到此映射中（可选操作）
V remove(Object key) 如果存在一个键的映射关系，则将其从此映射中移除（可选操作）
int size() 返回此映射中的键-值映射关系数
Collection values() 返回此映射中包含的值的 Collection 视图

1.5 练习：Map常用方法测试

创建包: cn.tedu.map
创建类: MapDemo.java

package cn.tedu.list;

import java.util.*;

/**本类用于测试Map接口*/
public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建Map对象
        /**Map中的数据要符合映射规则，一定注意要同时指定K和V的数据类型
         * 至于这个K和V具体要指定成什么类型，取决于具体的业务需求*/
        Map<Integer,String> map = new HashMap<>();//注意导包：java.util
        //2.向map集合存入数据，注意方法是put(),并且需要存入一对<K,V>的值
        map.put(9527,"白骨精");
        map.put(9528,"黑熊精");
        map.put(9529,"鲤鱼精");
        map.put(9530,"黄毛怪");
        map.put(9531,"黑熊精");
        map.put(9527,"女儿国国王");
        /**1.map中存放着的都是无序的数据
         * 2.map中的value可以重复-比如我们可以存两个黑熊精
         * 3.map中的key不允许重复，如果重复，后面的value会把前面的value覆盖掉
         * 比如女儿国国王和白骨精都是9527，白骨精就被覆盖掉了*/
        System.out.println(map);//查看map集合中的数据是否存入成功

        //3.进行方法测试
        //map.clear();//清空集合
        System.out.println(map.hashCode());//获取集合的哈希码
        System.out.println(map.equals("黄毛怪"));//判断“黄毛怪”是否与集合对象相等
        System.out.println(map.isEmpty());//判断集合是否为空
        System.out.println(map.size());//获取集合中元素的个数

        //判断当前map集合中是否包含指定的Key键
        System.out.println(map.containsKey(9527));//true
        //判断当前map集合中是否包含指定的Value
        System.out.println(map.containsValue("白骨精"));//false,因为已被覆盖
        //根据key值获取到对应的value值
        System.out.println(map.get(9530));
        //根据此key值对应的键值对，K与V都删了
        System.out.println(map.remove(9529));
        System.out.println(map.containsKey(9529));
        System.out.println(map.containsValue("鲤鱼精"));

        //将map集合中的所有value取出，放入Collection集合中
        //Collection<Type>中Type的类型，取决于map中value的类型
        Collection<String> values = map.values();
        System.out.println(values);//[女儿国国王, 黑熊精, 黄毛怪, 黑熊精]

        //4.map集合的迭代方式一
        /**方式一：
         * 遍历map中的数据，但是map本身没有迭代器，所以需要先转换成set集合
         * Set<Key>:把map中的所有key值存入到set集合当中--keySet()*/
        //4.1将map集合中的key值取出存入set集合中，集合的泛型就是key的类型Integer
        Set<Integer> keySet = map.keySet();
        //4.2想要遍历集合就需要获取集合的迭代器
        Iterator<Integer> it = keySet.iterator();
        //4.3循环迭代集合中的所有元素
        while(it.hasNext()){//判断是否有下一个元素可以迭代
            Integer key = it.next();//拿到本轮循环中获取到的map的key
            String value = map.get(key);
            System.out.println("{"+key+","+value+"}");
        }

        /**方式二：
         * 遍历map集合，需要把map集合先转成set集合
         * 是把map中的一对键值对key&value作为一个Entry<K,V>整体放入set
         * 一对K,V就是一个Entry*/
        Set<Map.Entry<Integer, String>> entrySet = map.entrySet();
        //获取迭代器
        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it2 = entrySet.iterator();
        while(it2.hasNext()){//判断是否有下一个元素可迭代
            //本轮遍历到的一个Entry对象
            Map.Entry<Integer, String> entry = it2.next();
            Integer key = entry.getKey();//获取Entry中的key
            String value = entry.getValue();//获取Entry中的value
            System.out.println("{"+key+","+value+"}");
        }
    }
}

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2 HashMap

2.1 前言

HashMap的键要同时重写hashCode()和equlas()
hashCode()用来判定二者的hash值是否相同,重写后根据属性生成
equlas()用来判断属性的值是否相同,重写后,根据属性判断
–equlas()判断数据如果相等,hashCode()必须相同
–equlas()判断数据如果不等,hashCode()尽量不同

2.2 HashMap的存储过程：

HashMap的结构是数组+链表或者数组+红黑树的形式
HashMap底层的Entry[ ]数组，初始容量为16，加载因子是0.75f,扩容按约为2倍扩容
当存放数据时,会根据hash(key)%n算法来计算数据的存放位置，n就是数组的长度,其实也就是集合的容量
当计算到的位置之前没有存过数据的时候,会直接存放数据
当计算的位置,有数据时,会发生hash冲突/hash碰撞
解决的办法就是采用链表的结构,在数组中指定位置处以后元素之后插入新的元素
也就是说数组中的元素都是最早加入的节点
如果链表的长度>8且数组长度>64时，链表会转为红黑树，当链表的长度<6时，红黑树会重新恢复成链表

2.3 练习：获取HashMap的数据

创建包: cn.tedu.map
创建类: TestHashMap.java

package cn.tedu.collection;

import java.util.HashMap;

/**本类用于HashMap的练习*/
public class TestHashMap {
	public static void main(String[] args) {
		//创建HashMap对象
		HashMap<Integer,String> map = new HashMap();
		/**
		 * 源码摘抄:
		 * static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
		 * 初始容量为1<<4,相当于1*(2^4)=16
		 * static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
		 * 默认的加载因子是0.75,也就是说存到75%开始扩容,按照2的次幂进行扩容
		 */
		/*
		 * 达到容量的加载因子后,就会重新开辟空间,重新计算所有对象的存储位置,也叫做rehash
		 * 设置初始容量与加载因子要讲求相对平衡,如果加载因子过低,则rehash过于频繁,影响性能
		 * 如果初始容量设置太高或者加载因子设置太高,影响查询效率
		 */
	}
}

2.4 练习：字符串中字符统计

创建包: cn.tedu.map
创建类: TestMap.java

package cn.tedu.map;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;

/*本类用于练习map案例：统计字符串中字符的个数
* 需求效果：用户输入aabbbcc,输出：a=2,b=3,c=2*/
public class TestMap2 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.接收用户输入的字符串
        System.out.println("请您输入要统计的字符串:");
        String input = new Scanner(System.in).nextLine();
        //2.准备一个map集合，用来存放出现的字符Character与字符的个数Integer
        //为什么字符类型Character作为map中的KEY?因为key不允许重复，而次数是可以重复的
        Map<Character,Integer> map = new HashMap<>();

        //3.准备要存入map中的数据：K和V
        //3.1 遍历用户输入的字符串，统计每个字符
        for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
            //3.2获取本轮循环中遍历到的字符
            char key = input.charAt(i);
            //System.out.println(key);//打印查看每轮循环获取到的字符，没有问题
            //3.2根据获取到的key拿到对应的value
            Integer value = map.get(key);//根据字符，获取map中这个字符保存的次数
            if(value == null){//之前这个字符没有出现过，次数还是Integer的默认值null
                map.put(key,1);//没有出现过，次数就设置为1
            }else {//value不是null走else
                map.put(key,value+1);//之前这个字符出现过，次数变为之前的次数+1
            }
        }
        System.out.println("各个字符出现的次数为："+map);
    }
}

3 set接口

新手小白学JAVA Set HashSet Map HashMap

3.1 概述

Set是一个不包含重复数据的Collection
Set集合中的数据是无序的(因为Set集合没有下标)
Set集合中的元素不可以重复 – 常用来给数据去重

3.2 Set集合的特点

数据无序且数据不允许重复
HashSet : 底层是哈希表，包装了HashMap，相当于向HashSet中存入数据时，会把数据作为K，存入内部的HashMap中。当然K仍然不许重复。
TreeSet : 底层是TreeMap,也是红黑树的形式,便于查找数据

3.3 常用方法

学习Collection接口中的方法即可

3.4 HashSet

3.4.1 概述

底层是哈希表,包装了HashMap,相当于向HashSet中存入数据时,会把数据作为K存入内部的HashMap中,其中K不允许重复,允许使用null.
新手小白学JAVA Set HashSet Map HashMap

3.5 练习: Set相关测试

创建包: cn.tedu.collection
创建类: TestSet.java

package cn.tedu.collection;

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

/*本类用于测试Set*/
public class TestSet {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建对应的集合对象
        Set<String> set = new HashSet<>();
        //2.存入数据
        set.add("紫霞仙子");
        set.add("至尊宝");
        set.add("蜘蛛精");
        set.add("紫霞仙子");
        set.add(null);
        /*1.set集合中的元素都是没有顺序的
        * 2.set集合中的元素不能重复
        * 3.set集合可以存null值，但是最多只有一个*/
        System.out.println(set);//[蜘蛛精, null, 至尊宝, 紫霞仙子]

        //3.常用方法测试
        System.out.println(set.contains("唐僧"));//false,判断是否包含指定元素
        System.out.println(set.isEmpty());//false，判断是否为空
        System.out.println(set.remove(null));//true，移除指定的元素
        System.out.println(set);//[蜘蛛精, 至尊宝, 紫霞仙子]
        System.out.println(set.size());//3,获取集合中元素的个数
        System.out.println(Arrays.toString(set.toArray()));//[蜘蛛精, 至尊宝, 紫霞仙子],将集合转为数组

        //4.1创建set2集合，并向集合中存入数据
        Set<String> set2 = new HashSet<>();
        set2.add("小兔纸");
        set2.add("小脑斧");
        set2.add("小海疼");
        set2.add("小牛犊");
        System.out.println(set2);//[小兔纸, 小海疼, 小牛犊, 小脑斧]
        System.out.println(set.addAll(set2));//将set2集合的所有元素添加到set集合中
        System.out.println(set);//[蜘蛛精, 小兔纸, 小海疼, 至尊宝, 小牛犊, 小脑斧, 紫霞仙子]
        System.out.println(set.containsAll(set2));//判断set2集合的所有元素是否都在set集合中
        System.out.println(set.removeAll(set2));//删除set集合中属于set2集合的所有元素
        System.out.println(set);//[蜘蛛精, 至尊宝, 紫霞仙子]
        System.out.println(set.retainAll(set2));//只保留set集合中属于set和set2集合的公共元素
        System.out.println(set);//[]

		//5.集合的迭代
		Iterator<String> it = set2.iterator();//5.1获取集合的迭代器
		while(it.hasNext()) {//5.2判断集合是否有下个元素
			String s = it.next();//5.3如果有,进循环获取当前遍历到的元素
			System.out.println(s);
		}
    }
}

3.6 练习: Set相关测试2

创建包: cn.tedu.collection
创建类: Student.java

package cn.tedu.collection;

import java.util.Objects;

//1.创建自定义引用类型Student
public class Student {
    //2.创建属性
    String name;//姓名
    int id;//学号

    //3.提供本类的全参构造
    public Student(String name, int id) {
        this.name = name;
        this.id = id;
    }
    //3.2提供学生类的toString()
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", id=" + id +
                '}';
    }
    //3.3添加学生类重写的equals()与hashCode()
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return id == student.id && Objects.equals(name, student.name);
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, id);
    }
}

3.6 练习: Set相关测试2

创建包: cn.tedu.collection
创建类: TestSet2.java

package cn.tedu.collection;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

/*本类用于进一步测试set*/
public class TestSet2 {
    public static void main(String[] args) {
        //4.创建集合对象set
        Set<Student> set = new HashSet<>();

        //5.创建自定义类Student的对象
        Student s1 = new Student("张三",3);
        Student s2 = new Student("李四",4);
        Student s3 = new Student("李四",4);
        //6.将创建好的学生对象存入set集合中
        set.add(s1);
        set.add(s2);
        set.add(s3);
        /*如果set中存放的是我们自定义的类型
        * 需要给自定义类中添加重写的equals()与hashCode(),才会去重
        * 不然会认为s2和s3的地址值不同，是两个不同的对象，不会去重*/
        System.out.println(set);
    }
}

4 拓展

HashMap扩容
成长因子：
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
前面的讲述已经发现，当你空间只有仅仅为10的时候是很容易造成2个对象的hashcode 所对应的地址是一个位置的情况。这样就造成 2个对象会形成散列桶（链表）。这时就有一个加载因子的参数，值默认为0.75 ，如果你hashmap的空间有 100那么当你插入了75个元素的时候 hashmap就需要扩容了，不然的话会形成很长的散列桶结构，对于查询和插入都会增加时间，因为它要一个一个的equals比较。但又不能让加载因子很小，如0.01，这样显然是不合适的，频繁扩容会大大消耗你的内存。这时就存在着一个平衡，jdk中默认是0.75，当然负载因子可以根据自己的实际情况进行调整。

版权声明：程序员胖胖胖虎阿发表于 2022年8月31日上午9:32。
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