HashMapvs.TreeMap vs. Hashtable vs. LinkedHashMap

Map是最重要的数据结构。这篇文章中，我会带你们看看HashMap, TreeMap, HashTable和LinkedHashMap的区别。

Map概览

Java SE中有四种常见的Map实现——HashMap, TreeMap, Hashtable和LinkedHashMap。如果我们使用一句话来分别概括它们的特点，就是：

HashMap就是一张hash表，键和值都没有排序。

TreeMap以红-黑树结构为基础，键值按顺序排列。

LinkedHashMap保存了插入时的顺序。

Hashtable是同步的(而HashMap是不同步的)。所以如果在线程安全的环境下应该多使用HashMap，而不是Hashtable，因为Hashtable对同步有额外的开销。

1.HashMap

如果HashMap的键(key)是自定义的对象，那么需要按规则定义它的equals()和hashCode()方法。

1.class Dog {  2.    String color;  3.   4.    Dog(String c) {  5.        color = c;  6.    }  7.    public String toString(){     8.        return color + " dog";  9.    }  10.}  11.   12.public class TestHashMap {  13.    public static void main(String[] args) {  14.        HashMap hashMap = new HashMap();  15.        Dog d1 = new Dog("red");  16.        Dog d2 = new Dog("black");  17.        Dog d3 = new Dog("white");  18.        Dog d4 = new Dog("white");  19.   20.        hashMap.put(d1, 10);  21.        hashMap.put(d2, 15);  22.        hashMap.put(d3, 5);  23.        hashMap.put(d4, 20);  24.   25.        //print size  26.        System.out.println(hashMap.size());  27.   28.        //loop HashMap  29.        for (Entry entry : hashMap.entrySet()) {  30.            System.out.println(entry.getKey().toString() + " - " + entry.getValue());  31.        }  32.    }  33.}  

输出:

1.4  2.white dog - 5  3.black dog - 15  4.red dog - 10  white dog - 20  

注意，我们错误的将”white dogs”添加了两次，但是HashMap却接受了两只”white dogs”。这不合理（因为HashMap的键不应该重复），我们会搞不清楚真正有多少白色的狗存在。

Dog类应该定义如下：

1.class Dog {  2.    String color;  3.   4.    Dog(String c) {  5.        color = c;  6.    }  7.   8.    public boolean equals(Object o) {  9.        return ((Dog) o).color == this.color;  10.    }  11.   12.    public int hashCode() {  13.        return color.length();  14.    }  15.   16.    public String toString(){     17.        return color + " dog";  18.    }  19.}  

现在输出结果如下:

1.3  2.red dog - 10  3.white dog - 20  4.black dog - 15  

输出结果如上是因为HashMap不允许有两个相等的元素存在。默认情况下（也就是类没有实现hashCode()和equals()方法时），会使用Object类中的这两个方法。Object类中的hashCode()对于不同的对象会返回不同的整数，而只有两个引用指向的同样的对象时equals()才会返回true。如果你不是很了解hashCode()和equals()的规则，可以看看这篇文章。

来看看HashMap最常用的方法，如迭代、打印等。

2.TreeMap

TreeMap的键按顺序排列。让我们先看个例子看看什么叫作“键按顺序排列”。

1.class Dog {  2.    String color;  3.   4.    Dog(String c) {  5.        color = c;  6.    }  7.    public boolean equals(Object o) {  8.        return ((Dog) o).color == this.color;  9.    }  10.   11.    public int hashCode() {  12.        return color.length();  13.    }  14.    public String toString(){     15.        return color + " dog";  16.    }  17.}  18.   19.public class TestTreeMap {  20.    public static void main(String[] args) {  21.        Dog d1 = new Dog("red");  22.        Dog d2 = new Dog("black");  23.        Dog d3 = new Dog("white");  24.        Dog d4 = new Dog("white");  25.   26.        TreeMap treeMap = new TreeMap();  27.        treeMap.put(d1, 10);  28.        treeMap.put(d2, 15);  29.        treeMap.put(d3, 5);  30.        treeMap.put(d4, 20);  31.   32.        for (Entry entry : treeMap.entrySet()) {  33.            System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());  34.        }  35.    }  }  

输出:

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: collection.Dog cannot be cast to java.lang.Comparable      at java.util.TreeMap.put(Unknown Source)      at collection.TestHashMap.main(TestHashMap.java:35)  

因为TreeMap按照键的顺序进行排列对象，所以键的对象之间需要能够比较，所以就要实现Comparable接口。你可以使用String作为键，String已经实现了Comparable接口。

我们来修改下Dog类，让它实现Comparable接口

1.class Dog implements Comparable<Dog>{  2.    String color;  3.    int size;  4.   5.    Dog(String c, int s) {  6.        color = c;  7.        size = s;  8.    }  9.   10.    public String toString(){     11.        return color + " dog";  12.    }  13.   14.    @Override  15.    public int compareTo(Dog o) {  16.        return  o.size - this.size;  17.    }  18.}  19.   20.public class TestTreeMap {  21.    public static void main(String[] args) {  22.        Dog d1 = new Dog("red", 30);  23.        Dog d2 = new Dog("black", 20);  24.        Dog d3 = new Dog("white", 10);  25.        Dog d4 = new Dog("white", 10);  26.   27.        TreeMap treeMap = new TreeMap();  28.        treeMap.put(d1, 10);  29.        treeMap.put(d2, 15);  30.        treeMap.put(d3, 5);  31.        treeMap.put(d4, 20);  32.   33.        for (Entry entry : treeMap.entrySet()) {  34.            System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());  35.        }  36.    }  37.}  

输出:

1.red dog - 10  2.black dog - 15  3.white dog - 20  

结果根据键的排列顺序进行输出，在我们的例子中根据size排序的。

如果我们将“Dog d4 = new Dog(“white”, 10);”替换成“Dog d4 = new Dog(“white”, 40);”，那么输出会变成：

1.white dog - 20  2.red dog - 10  3.black dog - 15  4.white dog - 5  

这是因为TreeMap使用compareTo()方法来比较键值的大小，size不相等的狗是不同的狗。

3.Hashtable

Java文档写道：

HashMap类和Hashtable类几乎相同，不同之处在于HashMap是不同步的，也允许接受null键和null值。

4. LinkedHashMap

LinkedHashMap is a subclass of HashMap. That means it inherits the features of HashMap. In addition, the linked list preserves the insertion-order.

Let’s replace the HashMap with LinkedHashMap using the same code used for HashMap.

LinkedHashMap是HashMap的子类，所以LinkedHashMap继承了HashMap的一些属性，它在HashMap基础上增加的特性就是保存了插入对象的顺序。

1.class Dog {  2.    String color;  3.   4.    Dog(String c) {  5.        color = c;  6.    }  7.   8.    public boolean equals(Object o) {  9.        return ((Dog) o).color == this.color;  10.    }  11.   12.    public int hashCode() {  13.        return color.length();  14.    }  15.   16.    public String toString(){     17.        return color + " dog";  18.    }  19.}  20.   21.public class TestHashMap {  22.    public static void main(String[] args) {  23.   24.        Dog d1 = new Dog("red");  25.        Dog d2 = new Dog("black");  26.        Dog d3 = new Dog("white");  27.        Dog d4 = new Dog("white");  28.   29.        LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap();  30.        linkedHashMap.put(d1, 10);  31.        linkedHashMap.put(d2, 15);  32.        linkedHashMap.put(d3, 5);  33.        linkedHashMap.put(d4, 20);  34.   35.        for (Entry entry : linkedHashMap.entrySet()) {  36.            System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());  37.        }         38.    }  39.}  

输出:

1.red dog - 10  2.black dog - 15  white dog - 20  

如果我们使用HashMap的话，输出将会如下，会打乱插入的顺序：

1.red dog - 10  2.white dog - 20  3.black dog - 15  

总体来说

java为数据结构中的映射定义了一个接口java.util.Map;它有四个实现类,分别是《HashMap》 《Hashtable》 《LinkedHashMap》 和 《TreeMap》.

Map主要用于存储健值对，根据键得到值，因此不允许键重复(重复了覆盖了),但允许值重复。
Hashmap 是一个最常用的Map,它根据键的HashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度，遍历时，取得数据的顺序是完全随机的。HashMap最多只允许一条记录的键为Null;允许多条记录的值为Null;HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap;可能会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力，或者使用ConcurrentHashMap。

Hashtable与 HashMap类似,它继承自Dictionary类，不同的是:它不允许记录的键或者值为空;它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable,因此也导致了 Hashtable在写入时会比较慢。

LinkedHashMap 是HashMap的一个子类，保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的.也可以在构造时用带参数，按照应用次数排序。在遍历的时候会比HashMap慢，不过有种情况例外，当HashMap容量很大，实际数据较少时，遍历起来可能会比 LinkedHashMap慢，因为LinkedHashMap的遍历速度只和实际数据有关，和容量无关，而HashMap的遍历速度和他的容量有关。

TreeMap实现SortMap接口，能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator 遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。

一般情况下，我们用的最多的是HashMap,在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。如果需要输出的顺序和输入的相同,那么用LinkedHashMap 可以实现,它还可以按读取顺序来排列.

HashMap是一个最常用的Map，它根据键的hashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。HashMap最多只允许一条记录的键为NULL，允许多条记录的值为NULL。

HashMap不支持线程同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致性。如果需要同步，可以用Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力。

Hashtable与HashMap类似，不同的是：它不允许记录的键或者值为空；它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable，因此也导致了Hashtable在写入时会比较慢。

LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的。

在遍历的时候会比HashMap慢TreeMap能够把它保存的记录根据键排序，默认是按升序排序，也可以指定排序的比较器。当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的.