java程序员从笨鸟到菜鸟之(二十九)集合之Map

上一节中我们对Set集合和Map集合的数据结构有了一些简单了解，这节我们来深入了解一些问题

Map集合特点

1：Map集合的数据结构针对键有效，跟值无关！！！------重要事情说三遍

2：Map是双列的(是双列集合的根接口)

3：将键映射到值的对象
4：一个映射不能包含重复的键

5：每个键最多只能映射到一个值

首选回顾一下Map集合的一些常用方法

Map集合的功能概述
a:添加功能 
V put(K key,V value):添加元素，这个其实还有另一个功能---替换----//键相同 值覆盖 
如果键是第一次存储，就直接存储元素，返回null
如果键不是第一次存在，就用值把以前的值替换掉，返回以前的值
b:删除功能
void clear():移除所有的键值对元素
V remove(Object key)：根据键删除键值对应元素，并把值返回

                  remove()说明 

                  参数：键对象-------返回值：值对象-------方法操作结果是：此键值对被删除

 
c:判断功能
boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键
boolean containsValue(Object value):判断集合是否包含指定的值
boolean isEmpty()：判断集合是否为空
d:获取功能---重点掌握
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 返回一个键值对的Set集合

 V get(Object key):根据键获取值
Set<K> keySet():获取集合中所有键的集合
Collection<V> values():获取集合中所有值的集合

说明：从返回值类型也能看出来Map集合中键和值对象的特点
e:长度功能
int size()：返回集合中的键值对(元素)的个数

实例1

package morning;import java.util.HashMap;import java.util.Map.Entry;import java.util.Set;public class Demo1 {public static void main(String[] args) {        /**         * 注意问题         * (1)hashMap的put方法的有关说明         * 1）返回值null或其他---返回值为null表示集合中没有此键值，添加成功         * 2）如果是其它，表示集合中已经有该键对象，返回被覆盖的值对象         * 3）参数中的键和值均可以为null         *          */HashMap<Integer, String> hashMap = new HashMap<Integer, String>();System.out.println(hashMap.put(1, "张三"));//说明返回值类型String s=hashMap.put(2, "李四");System.out.println(s);hashMap.put(3, "王五");String s1=hashMap.put(3,"麻六");//说明添加相同的键对象时返回值类型System.out.println(s1);System.out.println(hashMap);//底层重写toString了，所以不是地址hashMap.clear();System.out.println(hashMap);//底层字符串的拼接//刪除元素后重新添加元素hashMap.put(1, "习大大");                hashMap.put(2, "彭麻麻");hashMap.put(3, "邓爷爷");String remove = hashMap.remove(3);/** * remove()说明 * 参数：键对象 * 返回值：值对象 * 方法操作结果是：此键值对被删除 */System.out.println("删除键对象对应的值对象："+remove);System.out.println("删除后的元素"+hashMap);//获取键集合----Set集合特点Set<Integer> keySet = hashMap.keySet();//遍历键集合---由键对象--→得到值对象for(Integer in:keySet){System.out.println(in+"---"+hashMap.get(in));}//hashMap特有的方法得到键值对的集合----用Set存储----重点掌握Set<Entry<Integer, String>> entrySet = hashMap.entrySet();//for循环遍历每一对键值对对象for(Entry<Integer, String> s2:entrySet){//看看底层重写了toString方法了码？---重写了---自定义类型呢System.out.println(s2);}}}

补充:对于entrySet()方法的理解---上图

是匿名内部类的形式创建对象，重写了Map中的entrySet()方法,Entry<K,V>是Map<K,V>的匿名内部类

两个重要的方法getKey()和getValue()的方法

问题1：HashMap和TreeMap添加键对象可以为null吗？

分析：最好的办法是验证一下

实例2

package afternoon;import java.util.Comparator;import java.util.HashMap;import java.util.TreeMap;public class Demo1 {public static void main(String[] args) {HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<String, String>();hashMap.put(null, null);System.out.println(hashMap);System.out.println("---------------------------------");TreeMap<String, String> treeMap = new TreeMap<String,String>();/** * TreeMap类型键可以为null码？ * treeMap.put(null,null);(1) * treeMap.put(null, "1");(2) * (1)、(2)均报错 */treeMap.put("1", null);System.out.println(treeMap);System.out.println("----------------------------------------");}}

分析原因---对于TreeMap的分析：首先明确String类是默认实现了Comparable接口的， 因此TreeMap无需我们传入比较器(内部比较器)；这里报了空指针的原因，从jdk7源码来看，当向集合中添加数据的时候，调用put方法会去调用String类的compareTo方法， 而这时候，由于传入的键值为null，调用其compareTo方法会发生空指针异常------Java.lang.NullPointerException，这是由于调用comPareTo()方法必须确保两个对象是可比较的，如果值为null，无法比较；jdk8在将其转型之前，直接做了判断如果key=null，则直接抛出空指针异常。
设计角度：因为TreeMap底层数据结构是二叉树，必须对键值进行比较，插入节点位置，而此时如果是null,无法进行比较，该键值(null)放到哪里？显然不合理

实例3 CompareTo()方法

package afternoon;public class Demo1 {public static void main(String[] args) {   String b=null;           String a="3"; a.compareTo(b);}}

注意：compareTo的两个对象必须是可以比较的-----负责会出现-----java.lang.NullPointerException

分析原因--对于HashMap的分析：首先应该明确一点，HashMap底层的数据结构是哈希表，也就是数组加上链表的形式(jdk1.7)，jdk1.8中加入了红黑树，那么如果向集合中加入null值，意味着什么？

设计角度：我们知道底层有一个table数组，数组的索引为对应的hash值，键值就是以该hash值为索引的元素，为该条链表对应的头指针，如果为null，就表示该链表的最后一个元素，所以有其实际意义，所以设计的时候没有让其抛出异常

现在问题来了，如果我们想向TreeMap集合存储null值，该怎么办？

解决方法：我们可以传入外部比较器，通过匿名内部类的形式创建一个Comparator接口的子实现类，重写compare()方法，以实现强制其存储null键

实例4

package afternoon;import java.util.Comparator;import java.util.TreeMap;public class Demo1 {TreeMap<String, String> treeMap2 = new TreeMap<String,String>(new Comparator<String>() {@Overridepublic int compare(String s1,String s2) {// TODO 自动生成的方法存根if (s1 == null){                return 2;//返回值为正，说明存在左边}            else {                return s2.charAt(0) - s1.charAt(0);            }        }});treeMap2.put(null,"3");System.out.println("管不管用，看疗效"+treeMap2);}}

实例5加深理解Map数据结构只对键有关，与值无关

Student类

package afternoon;public class Student {private String name;private int age;public Student() {super();// TODO Auto-generated constructor stub}public Student(String name, int age) {super();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;}}

测试类

package afternoon;import java.util.Comparator;import java.util.HashMap;import java.util.TreeMap;public class Demo1 {//Student为自定义类型TreeMap<Student, String> map = new TreeMap<Student,String>();//自然必须map.put(new Student("小红",24), "s001");map.put(new Student("小红",24), "s002");System.out.println(map);//(1)TreeMap<String, Student> map1 = new TreeMap<>();map1.put("s001", new Student("小红",24));map1.put("s002", new Student("小红",24));System.out.println(map1);//(2)}}

问题：(1)和(2)会打印成功吗？如果成功打印结果是什么？如果不成功说明原因？

分析(1)：采用了TreeMap的无参构造方法，键对象的类型是是自定义类型，从Student类的方法来看，未重写Comparable的compareTo方法，无法进行比较，会出现java.lang.ClassCastException，底层源码可知，无法从Student转换成Comparator的父类

分析(2)：首先要明确一点，一旦使用TreeMap集合，就必须给其排序(不管是外部还是内部的构造器)，具体使用哪种构造器看是否有关构造方法；在这里由于TreeMap是无参的，键对象是String类型，默认对键对象调用compareTo方法，键对象排序，所以显然能排序成功，那么打印的是什么呢？

首先明确一点，TreeMap集合重写了toString()方法，底层实现为{键对象1的toString=值对象1的toString(),键对象2的toString=值对象2的toString()...}，但由于Student没有重写toString()方法，默认继承Object的toString()方法，所以值对象的toString()打印的是地址，如果不想打印地址怎么办？必须重写toString()方法。

那么问题又来了(问题怎么这么多)，如果是HashMap类型，能否将上述两个元素(1)加入到集合里

实例6 

package afternoon;import java.util.HashMap;public class Demo1 {public static void main(String[] args) {HashMap<Student, String> map = new HashMap<Student,String>();//自然必须map.put(new Student("小红",24), "s001");map.put(new Student("小红",24), "s002");System.out.println("集合元素个数："+map.size());System.out.println(map);}}

问题：元素的个数是多少？打印值是多少？

因为：HashMap添加元素的时候，底层是hash表，首先调用键值类型的HashCode()方法，由于自定义的Student没有重写此方法，会去继承Object的的HashCode()方法返回的是对象的地址，两个地址当然不一样了(又不是储存在在常量池)，连HashCOde()过不了，更别说到equals()方法了------解决hash冲突

下一节：hashMap的扩容机制(重点)以及Map集合的遍历形式，斗地主发牌洗牌，集合潜逃的深入了解，相关；练习