Java集合框架剖析（6）——Map架构

浅浅的花香味﹌ 2022-05-28 07:43 228阅读 0赞

Map继承结构：  
![这里写图片描述][70]  
从图中可以看出：

1.  Map是一个接口，Map中存储的内容是**键值对（key-value）**。
2.  为了方便，我们抽象出AbstractMap类来让其他类继承，该类实现了Map中的大部分API，其他Map的具体实现就可以通过直接继承AbatractMap类即可。
3.  SortedMap也是一个接口，它继承与Map接口。SortedMap中的内容与Map中的区别在于，它是**有序的键值对**，里面排序的方法是通过**比较器（Comparator）**实现的。
4.  NavigableMap也是一个接口，它继承与SortedMap接口，所以它肯定也是有序的，另外，NavigableMap还有一些导航的方法：如获取“大于或等于某个对象的键值对”等等。
5.  再往下就是具体实现类了，TreeMap继承与AbstractMap，同时实现了NavigableMap接口。因此，TreeMap中的内容是**有序键值对**。
6.  HashMap仅仅是继承了AbstractMap，并没有实现NavigableMap接口。因此，HashMap的内容仅是键值对而已，**不保证有序。**
7.  WeakHashMap也是仅仅继承了AbstractMap，它和HashMap的区别是键类型不同，**WeakHashMap的键是弱键**。
8.  HashTable虽然不是继承与AbstractMap，但是它继承与Dictionary（Dictionary也是键值对的接口），而且也实现了Map接口。因此，**HashTable的内容也是键值对，且不保证顺序**。但是和HashMap相比，**HashTable是线程安全的**，而且它支持通过Enumeration去遍历。

![这里写图片描述][70 1]

由上面的源码可知：  
1. Map提供了一些接口分别用于返回键集、值集以及键值映射关系集。  
\- keySet()用于返回键的Set集合；  
\- values()用于返回值的Set集合；  
\- entrySet()用于返回键值集的Set集合，键值信息封装在Entry中。  
2. Map还对外提供了“获取键”、“根据键获取值”、“是否包含某个键或值”等等方法。  
3. Map.Entry是Map内部的一个接口，Map.Entry是一个键值对，我们要想获取Map中的Map中的键值对，可以通过Map.entrySet()来获取，获取到的是一个装着Map.Entry的集合，然后可以通过这个Entry来实现对键值的操作。

## AbstractMap ##

AbstractMap继承了Map，但没有**实现entrySet()**方法（该方法还是abstract修饰），如果要继承AbstractMap，需要自己实现entrySet()方法。**没有真正实现put(K key, V value)**方法，这里“没有真正实现”的意思是，该方法在形式上已经实现了，即没有用abstract修饰了，但是方法内部仅仅是抛出个异常，并没有真正实现方法体内容，从下面的源码中可以看到。  
![这里写图片描述][70 2]  
entrySet()返回一个装有Map.Entry的Set

### 构造函数 ###

![这里写图片描述][70 3]

### 查询操作 ###

![这里写图片描述][70 4]  
![这里写图片描述][70 5]  
![这里写图片描述][70 6]  
基本的查询操作都是使用的遍历的方式，并没有运用到任何Hash相关的机制，因为这个是模板类。

### 修改操作 ###

![这里写图片描述][70 7]  
put并没有正在实现

### 批量操作 ###

![这里写图片描述][70 8]

### 视图 ###

![这里写图片描述][70 9]  
keySet用来保存key的Set，values用来保存value的Collection  
![这里写图片描述][70 10]  
![这里写图片描述][70 11]

### SimpleEntry, SimpleImmutableEntry ###

SimpleEntry实现了Map类中的Entry接口，另外也实现了Serializable接口，可序列化  
![这里写图片描述][70 12]  
SimpleImmutableEntry实现了Map类中的Entry接口，另外也实现了Serializable接口，可序列化  
![这里写图片描述][70 13]  
从源码中可以看出，AbstractMap类提供了Map接口的主要实现，以最大限度地减少了实现此接口所需的工作，但是AbstractMap没有实现entrySet()方法。所以如果我们要实现不可修改的Map时，只需要扩展此类并提供entrySet()方法的实现即可，另外从源码中也可以看出，entrySet()方法返回的Set（即keySet）不支持add()或remove()方法。如果我们要实现可修改的Map，那么就必须另外重写put()方法，否则将抛出UnsupportedOperationException，而且entrySet.iterator()返回的迭代器i也必须实现其remove方法。  
不过一般我们不需要自己实现Map，因为已经有Map的实现类了，如HashMap和TreeMap等。

## SortedMap ##

SortedMap也是一个接口，继承与Map接口，Sorted表示它是一个有序的键值映射。  
SortedMap的排序方式有两种：自然排序和指定比较器排序。插入有序的SortedMap的所有元素都必须实现Comparable接口（或被指定的比较器所接受）。  
SortedMap定义的API：  
![这里写图片描述][70 14]

## NavigableMap ##

![这里写图片描述][70 15]  
从API中我们可以看出，NavigableMap除了继承了SortedMap的特性外，还提供了如下功能：

1.  提供了操作键值对的方法：lowerEntry、floorEntry、cellingEntry和higherEntry方法分别返回小于、小于等于、大于等于和大于给定键的键所关联的Map.Entry对象。
2.  提供了操作键的方法：lowerKey、floorKey、cellingKey和higherKey方法分别返回小于、小于等于、大于等于和大于给定键的键。

## Dictionary ##

Dictionary中也包括了操作键值对的基本方法呢，它的定义以及API如下：  
![这里写图片描述][70 16]

[70]: /images/20220528/cb44ea12963441aab89bee34449feedd.png
[70 1]: /images/20220528/5ba78278296642dbaa13602c6e8ae5f1.png
[70 2]: /images/20220528/1a4066603bea4eb3ac4328d29ba564e1.png
[70 3]: /images/20220528/5a3053a115bf42afbf4b309301b82975.png
[70 4]: /images/20220528/0cc0a36eb0c4463cb09086ac02abc36d.png
[70 5]: /images/20220528/f172e26f6fb74ec5bde727e3788155a1.png
[70 6]: /images/20220528/af0b479103b64cb99a2efc4e25381813.png
[70 7]: /images/20220528/8d7c5db693a5403f978dcdc471d748b7.png
[70 8]: /images/20220528/231d27ffd17b4f298d2b2ba826e63e20.png
[70 9]: /images/20220528/06e4114427ba4e6aa21019afa9ca63f6.png
[70 10]: /images/20220528/9febee80dbd94db2b10026a1f32ca143.png
[70 11]: /images/20220528/82a15bc4980043d8b81e7b515ffb5c9f.png
[70 12]: /images/20220528/af38cca18f2b494da84d131031292171.png
[70 13]: /images/20220528/f4f480f0c66b49449bdd0b6f83fbb8e4.png
[70 14]: /images/20220528/783fed7927754a10b175cee1cc2d0b37.png
[70 15]: /images/20220528/e6d773ab3e444a1aabc89cfc63e2082b.png
[70 16]: /images/20220528/b0ab0e29ab40456ca953c7a34665c956.png