Java基础——集合框架（三）

Map集合

Map集合：该集合存储键值对，一对一对的往里存，而且要保证键的唯一性

1. 添加
   
   1. put(K key,V value)添加键值对
   2. putAll(Map ? extends K,? extends V m)添加一个集合(含泛型限定)
2. 删除
   
   1. clear()移除所有的映射关系
   2. remove(Object key)移除单个的映射关系
3. 判断
   
   1. containsValue(Object value)判断是否存在这个值
   2. containsKey(Object key)判断是否存在这个键
   3. isEmpty()判断映射关系中是否未包含任何元素
4. 获取
   
   1. get(Object key)根据键获取值
   2. size()获取映射关系数
   3. values()返回所有的映射关系的值
   4. entrySet() 返回类型是Set《Map.Entry《k,v》》(博客编辑模式不能写尖括号，这里用书名号代替)将map集合中的映射关系存入到set集合中，而这个关系的数据类型就是Map.Entry
   5. keySet()返回类型是Set集合，将Map中的所有的键存入到Set集合中，因为Set具备迭代器，所以可以用迭代方式获取所有的键，再根据get方法获取所有的键对应的值。
      
      1. Map集合的取出原理，将map集合转成set集合，再通过迭代器取出元素。

实现了Map接口的子类的特点：

• Map
  
  • HashTable
    
    • 底层是哈希表数据结构，不可以存null键和null值，线程同步的，jdk1.0开始的，效率低
  • HashMap
    
    • 底层是哈希表数据结构的，允许存入null键和null值，线程非同步的，jak1.2开始的，效率高
  • TreeMap
    
    • 底层是二叉树数据结构的，线程不同步，可以用于给map集合中的键进行排序。

发现，Map和Set很像

其实Set底层就是使用了Map集合。

演示Map接口中的基本方法：

//Map方法中的基本方法演示import java.util.*;public class MapDemo {    public static void sop(Object obj)    {        System.out.println(obj);    }    public static void main(String[] args)     {        Map<Integer,String> map = new HashMap<Integer,String>();        //增加元素put方法        map.put(1,"zhangsan1");        map.put(2,"zhangsan2");        map.put(3,"zhangsan3");        map.put(4,"zhangsan4");        //put方法返回的值为：该键映射的值之前的位置上的元素        sop("05号学生第一次存进来时候put方法的返回值是："+map.put(05,"zhangsan5"));//null        sop("05号学生第二次存进来时候put方法的返回值是："+map.put(05,"zhangsan5"));//zhangsan5        sop("初始Map集合中的元素为"+map);        //判断        sop("集合中有键为4的吗："+map.containsKey(4));//true        sop("集合中有值为“zhangsan6”的吗："+map.containsValue("zhangsan6"));//false        //删除元素        map.remove(05);        sop("删除05键后，集合中的元素还剩下："+map);        //删除元素后的返回值是：被删除键的映射位置上的值        sop("删除4键之后，返回的值是："+map.remove(04));//zhangsan4        sop("删除4键后，集合中的元素还剩下："+map);        //查询：        sop("获取3键对应的值："+map.get(3));//zhangsan3        //查看该集合中所有映射关系中的值，返回来的是个Set集合        Collection<String> coll = map.values();        sop("获取集合中所有的映射关系对象的值为："+coll);        sop("这个时候集合中的元素的个数是："+map.size());//3    }}

运行结果：

keySet方法：可以获取到集合中所有的键，那么获取到了键 的话，获取值就容易多了。

示例如下：

//Map集合中取出所有键值对的方法//keySet方法的演示import java.util.*;public class MapDemo2 {    public static void sop(Object obj)    {        System.out.println(obj);    }    public static void main(String[] args)     {        Map<Integer,String> map = new HashMap<Integer,String>();        map.put(1,"zhangsan1");        map.put(2,"zhangsan2");        map.put(3,"zhangsan3");        map.put(4,"zhangsan4");        //先获取Map集合中的键，存入到set集合中        Set<Integer> keySet = map.keySet();        //有了Set集合就可以使用迭代器取出Map集合中的键        for (Iterator<Integer> it = keySet.iterator(); it.hasNext(); )        {            Integer i = it.next();//i就是获取到的键            //既然有了键，就可以获取到对应的值            String s = map.get(i);            sop("Key="+i+"....Value="+s);        }    }}

运行结果：

entrySet方法，可以获取到map集合中的映射关系，有了关系就可以用getKey，getValue方法获取到关系中的键和值。

//Map集合中取出所有键值对的方法//entrySet方法的演示import java.util.*;public class MapDemo2 {    public static void sop(Object obj)    {        System.out.println(obj);    }    public static void main(String[] args)     {        Map<Integer,String> map = new HashMap<Integer,String>();        map.put(1,"zhangsan1");        map.put(2,"zhangsan2");        map.put(3,"zhangsan3");        map.put(4,"zhangsan4");        //entrySet的返回类型是Set集合，集合中的元素类型是Map.Entry<>他是一个接口，所以也需要泛型        Set<Map.Entry<Integer,String>> entrySet = map.entrySet();        //然后可以通过迭代器的方法取出Set集合中的元素        for (Iterator<Map.Entry<Integer,String>> it = entrySet.iterator();it.hasNext() ; )        {            //取出的元素是Map.Entry<>类型的，还是要加泛型，取出来的元素是map集合中的映射关系，            Map.Entry<Integer,String> me = it.next();            //取出来关系之后可以用getKey和getValue方法获取键和值            Integer key = me.getKey();            String value = me.getValue();            sop(key+"::"+value);        }    }}

运行结果为：

实验结果表明，可以取出来元素，但是，问题来了，

Map.Entry是什么东西呢？

Map.Entry是在Set集合中存储元素的类型，
是由entrySet方法取出来的Map集合中的关系映射。
（假如说丈夫妻子是一个键值对，那么结婚证就是这个关系映射。）
Map是一个接口，Map.Entry也是一个接口
而且Entry是Map接口的子接口，而且是静态的，公有的，（可以直接用.Entry）
他在文档中是怎么写的呢？

interface Map{    public static interface Entry    {        public abstract Object getKey();        public abstract Object getValue();    }}class HashMap implements Map{    class HaHa implements Map.Entry    {        public Object getKey()        {}        public Object getValue()        {}    }}

看一个HashMap的练习：
在Map集合中存储学生对象和住址，学生有姓名和年龄，姓名年龄相同视为同一个人，
1，定义学生对象，
2，将学生对象存入Map集合中
3，取出存进去的元素。

//HashMap练习import java.util.*;//定义学生类class Student implements Comparable<Student>{    private String name;    private int age;    //给学生设置姓名和年龄    public void set(String name,int age)    {        this.name = name;        this.age = age;    }    public String getName()    {        return name;    }    public int getAge()    {        return age;    }    public String toString()    {        return name+"..."+age;    }    //考虑到可能会new很多的学生对象，有可能会存储到各种集合中 ，所以要重写hashCode和equals方法，    public int hashCode()    {        return name.hashCode()+age*7;    }    public boolean equals(Object obj)    {        if (!(obj instanceof Student))            throw new ClassCastException("类型不匹配");        Student s = (Student)obj;        return this.name.equals(s.name) && this.age==s.age;    }    //万一要存进TreeSet集合中呢？    public int compareTo(Student s)//因为在最上边有泛型限定了，进来的全是Student    {        int num = new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age));        if (num==0)            return this.name.compareTo(s.name);        return num;    }}public class MapTest {    public static void main(String[] args)     {        //创建集合        HashMap<Student,String> hm = new HashMap<Student,String>();        //创建对象        Student s1 = new Student();        Student s2 = new Student();        Student s3 = new Student();        Student s4 = new Student();        //给对象初始化        s1.set("zhangsan",23);        s2.set("lisi",24);        s3.set("wangwu",27);        s4.set("zhaoliu",21);        //将集合中添加元素        hm.put(s1,"beijing");        hm.put(s2,"nanjing");        hm.put(s3,"tianjin");        hm.put(s4,"shanghai");        //第一种取出方式        Set<Student> keySet = hm.keySet();        for (Iterator<Student> it = keySet.iterator();it.hasNext() ; )        {            //获取键            Student stu = it.next();            //根据键获取值，用get方法            String addr = hm.get(stu);            System.out.println(stu.getName()+"...."+stu.getAge()+"....."+addr);        }        System.out.println("********************************************************");        //第二种取出方式        //将映射关系存入到set集合中，        Set<Map.Entry<Student,String>> entrySet = hm.entrySet();        //用迭代器取出Set集合中的关系        for (Iterator<Map.Entry<Student,String>> iter = entrySet.iterator();iter.hasNext() ; )        {            //关系            Map.Entry<Student,String> me = iter.next();            //获取关系中的键和值。            Student student = me.getKey();            String address = me.getValue();            System.out.println(student.getName()+"...."+student.getAge()+"....."+address);        }    }}

运行结果为：

再看一个TreeMap的练习

还是学生对象，需要在Map集合中进行排序，按照姓名排序。（在之前定义的学生类中是按照年龄排序的）

//将学生在Map集合中进行排序import java.util.*;//定义比较器。按照姓名排序class StuNameComp implements Comparator<Student>{    public int compare(Student s1,Student s2)    {        int num = s1.getName().compareTo(s2.getName());        if(num==0)            return new Integer(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge()));        return num;    }}public class TreeMapTest {    public static void main(String[] args)     {        //创建集合        TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<Student,String>(new StuNameComp());        //创建对象        Student s1 = new Student();        Student s2 = new Student();        Student s3 = new Student();        Student s4 = new Student();        Student s5 = new Student();        //给对象初始化        s1.set("zhangsan",23);        s2.set("lisi",24);        s3.set("wangwu",27);        s4.set("zhaoliu",21);        s5.set("zhaoliu",27);//姓名相同，年龄不同。        //将集合中添加元素        tm.put(s1,"beijing");        tm.put(s2,"nanjing");        tm.put(s3,"tianjin");        tm.put(s4,"shanghai");        tm.put(s5,"shanghai");        //取出元素        Set<Map.Entry<Student,String>> entrySet = tm.entrySet();        for (Iterator<Map.Entry<Student,String>> it = entrySet.iterator();it.hasNext() ; )        {            Map.Entry<Student,String> me = it.next();            Student s = me.getKey();            String addr = me.getValue();            System.out.println(s.getName()+".."+s.getAge()+"..."+addr);        }    }}

运行结果为：

运行结果可以看出来，全部按照姓名排序，姓名相同的都按照年龄排序了。

那什么时候使用映射关系呢？

当数据与数据之间存在映射关系时，就要先考虑到map集合。

那么再做一个练习：
获取指定字符串中的字母出现的次数。
希望打印结果为：a(1)b(2)……..

通过结果发现，每一个字母都有对应的次数，说明字母和次数之间都有映射关系。

这时候想到了map集合就是存储映射关系的。

//获取一段字符串中每个字符出现的次数。/*思路：1，将字符串转换成字符数组，因为要对每一个字母进行操作2，定义一个map集合，因为打印结果的字母有顺序，所以使用TreeMap集合，3，遍历字符数组    将每一个字母作为键去查map集合    如果返回null，将该字母和1存进集合中    如果返回不会null，说明该字母在map集合已经存在，并有对应次数    那么就获取该次数并进行自增，然后将该字母和自增后的次数存入到map集合中，覆盖掉原来键所对应的值。4，将map集合中的数，变成指定的字符串形式返回。*/import java.util.*;public class MapTest2 {    public static void main(String[] args)     {        String s = "abcdecabcdaefbdab";        String s1 = charCount(s);        System.out.println(s1);    }    public static String charCount(String str)    {        //将字符串变成数组        char[] chs = str.toCharArray();        //创建一个map集合        TreeMap<Character,Integer> tm = new TreeMap<Character,Integer>();        //遍历数组        for (int x = 0;x<chs.length ;x++ )        {            //判断字符串中的元素是否符合规则            if (!(chs[x]>='a' && chs[x]<='z' || chs[x]>='A' && chs[x]<='Z'))                continue;            //通过get方法返回的值来查看每一个字符在集合中有没有存在，没有的话返回空，有的话返回一个数字            Integer value = tm.get(chs[x]);            //如果返回为null，存该字母和1            if(value==null)            {                tm.put(chs[x],1);            }            //否则，将value值取出来，自增之后，将该字母和自增后的值一起存进集合中。            else            {                value++;                tm.put(chs[x],value);            }        }        //使用字符容器存放要打印的字符串        StringBuilder sb = new StringBuilder();        //取出要取出的元素，存进StringBuilder中。        Set<Map.Entry<Character,Integer>> entrySet = tm.entrySet();        for (Iterator<Map.Entry<Character,Integer>> it = entrySet.iterator();it.hasNext() ; )        {            Map.Entry<Character,Integer> me = it.next();            char c = me.getKey();            int i = me.getValue();            sb.append("("+c+","+i+") ");        }        return sb.toString();    }}

运行结果为：

Map集合扩展

map集合被使用是因为具备映射关系。
但是有没有存在这种映射呢？
一个学校有很多个教室，一个教室有很多个学生，也就是说一对多的映射，
这样的话该怎么写呢？

//一对多的映射关系import java.util.*;public class MapDemo3 {    public static void main(String[] args)     {        /*        这就是一个简单的一对多的映射模式，        一个学校对应的两个系，一个系对应的两个学号，一个学号对应的一个学生        所以，这里一个学校里的映射关系就是系名，系（集合）        一个系里的映射关系就是学号，姓名        */        //创建一个学校的集合        HashMap<String,HashMap<String,String>> ycu = new HashMap<String,HashMap<String,String>>();        //创建两个系的集合        HashMap<String,String> jisuanji = new HashMap<String,String>();        HashMap<String,String> shuxue = new HashMap<String,String>();        //将系添加进学校集合        ycu.put("jisuanjixi",jisuanji);        ycu.put("shuxuexi",shuxue);        //将学生添加进系集合        jisuanji.put("01","sunheran");        jisuanji.put("02","wanglingli");        shuxue.put("01","wangxuesha");        shuxue.put("02","wangjiajia");        //获取学生信息        getDeptInfo(ycu);    }    public static void getDeptInfo(HashMap<String,HashMap<String,String>> xuexiao)    {        //获取系名键        Set<String> keySet = xuexiao.keySet();        for (Iterator<String> it = keySet.iterator();it.hasNext() ; )        {            //根据键获取系值（集合）            String deptName = it.next();            HashMap<String,String> dept = xuexiao.get(deptName);            System.out.println(deptName);            //根据获取到的系值集合获取集合里边的学生的信息            getStudentInfo(dept);        }    }    public static void getStudentInfo(HashMap<String,String> dept)    {        //获取学号        Set<String> keySet = dept.keySet();        for (Iterator<String> it = keySet.iterator();it.hasNext() ; )        {            //根据学号获取姓名            String id = it.next();            String name = dept.get(id);            System.out.println(id+"...."+name);        }    }}

运行结果为：

但是实际开发中一般不这么干，为什么呢？因为学生信息一般都会封装成学生对象，将学生对象存进一个List集合中
具体代码如下：

//一对多的映射关系，实际开发中这个用的多一些import java.util.*;class Student implements Comparable<Student>{    private String name;    private int age;    //给学生设置姓名和年龄    public void set(String name,int age)    {        this.name = name;        this.age = age;    }    public String getName()    {        return name;    }    public int getAge()    {        return age;    }    public String toString()    {        return name+"..."+age;    }    //考虑到可能会new很多的学生对象，有可能会存储到各种集合中 ，所以要重写hashCode和equals方法，    public int hashCode()    {        return name.hashCode()+age*7;    }    public boolean equals(Object obj)    {        if (!(obj instanceof Student))            throw new ClassCastException("类型不匹配");        Student s = (Student)obj;        return this.name.equals(s.name) && this.age==s.age;    }    //万一要存进TreeSet集合中呢？    public int compareTo(Student s)//因为在最上边有泛型限定了，进来的全是Student    {        int num = new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age));        if (num==0)            return this.name.compareTo(s.name);        return num;    }}public class MapDemo4 {    public static void main(String[] args)     {        //创建一个学校的集合        HashMap<String,List<Student>> ycu = new HashMap<String,List<Student>>();        //创建两个系的集合        List<Student> jisuanji = new ArrayList<Student>();        List<Student> shuxue = new ArrayList<Student>();        //将系添加进学校集合        ycu.put("jisuanjixi",jisuanji);        ycu.put("shuxuexi",shuxue);        //创建学生对象        Student s1 = new Student();        Student s2 = new Student();        Student s3 = new Student();        Student s4 = new Student();        s1.set("sunheran",21);        s2.set("wanglingli",25);        s3.set("wangxuesha",23);        s4.set("wangjiajia",22);        //将学生添加进系集合        jisuanji.add(s1);        jisuanji.add(s2);        shuxue.add(s3);        shuxue.add(s4);        //获取学生信息        getDeptInfo(ycu);    }    public static void getDeptInfo(HashMap<String,List<Student>> xuexiao)    {        //获取系名键        Set<String> keySet = xuexiao.keySet();        for (Iterator<String> it = keySet.iterator();it.hasNext() ; )        {            //根据键获取系值（集合）            String deptName = it.next();            List<Student> stu = xuexiao.get(deptName);            System.out.println(deptName);            //根据获取到的系值集合获取集合里边的学生的信息            getStudentInfo(stu);        }    }    public static void getStudentInfo(List<Student> dept)    {        for (Iterator<Student> it = dept.iterator();it.hasNext() ; )        {            Student s = it.next();            System.out.println(s.getName()+"...."+s.getAge());        }    }}

运行结果为：