Map和Set（JAVA）

╰半夏微凉° 2024-02-20 10:11 50阅读 0赞

本篇文章建议在了解了哈希表和二叉搜索树后食用更佳。  
链接: [二叉搜索树 和 哈希表 (JAVA)][_ _ _JAVA]

**Map和Set都是一种专门用来进行搜索的容器或者数据结构，其搜索的效率与其具体的实例化子类有关。**

## Map接口 ##

*  **Map是一个接口，不能直接实例化对象，如果要实例化对象只能实例化其实现类TreeMap或者HashMap;**

Map<Integer,Integer> map1 = new HashMap<>();
    Map<Integer,Integer> map2 = new TreeMap<>();

**Map接口并没有继承Collection，该类中存储的是<K,V>结构的键值对，并且K是唯一的且不能重复，Value可以重复。**  
Map中的数据是以**Key-Value 模型**来存储的。  
一般搜索的**数据被称为Key**，而它的**值被成为Value**。  
例如：用Key-Value 模型来统计单词出现的次数就可以存储为：<单词，单词出现的次数>。

### Map中的一些常用方法： ###

#### put(key, value) ####

如果不存在 Key 就插入当前 key-value 键值对，如果存在当前 Key 则更新 key 对应的 value值。

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("zhangsan", 5);
    System.out.println(map);

![在这里插入图片描述][bb5adce12f5b4761ac4a84584145449b.png]

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("zhangsan", 5);
    map.put("zhangsan", 10);
    System.out.println(map);

![在这里插入图片描述][3b58c3f1673545dab7fed90716b79683.png]

#### get(Key) ####

返回 key 对应的 value；如果没有对应的 Key 则返回 null。

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("zhangsan", 5);
    System.out.println(map.get("zhangsan"));

![在这里插入图片描述][c1f96ce7324d45308e97ab27202c5e63.png]

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("zhangsan", 5);
    System.out.println(map.get("zll"));

![在这里插入图片描述][a535d98a70fb426ea221de89b066f570.png]

#### getOrDefault(key, defaultValue) ####

返回 key 对应的 value，key 不存在，返回 defaultValue 。

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("zhangsan", 5);
    System.out.println(map.getOrDefault("zhangsan", 0));
    System.out.println(map.getOrDefault("llll", 0));

![在这里插入图片描述][b283618830cf41029282e717da329863.png]

#### remove(key) ####

删除 key 对应的映射关系(删除 Key 和它对应的 Value) ，并返回 Value，如果当前 key 不存在就返回 null 。

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("zhangsan", 5);
    map.put("lisi", 5);
    map.put("wangwu", 5);
    System.out.println(map);
    //删除“zhangsan”返回5
    System.out.println(map.remove("zhangsan"));
    //因为不存在“zhangsan”返回null
    System.out.println(map.remove("zhangsan"));
    System.out.println(map);

![在这里插入图片描述][30f1180eed524e1094488fc4de5f4c62.png]

#### void clear() ####

删除集合中的所有键值对

Map<String,String> map = new TreeMap<>();
     map.put("sd","sd");
     System.out.println(map);
     map.clear();
     System.out.println(map);

![在这里插入图片描述][5bcd3a91fc454c828d4f3639fb1162ee.png]

#### size() ####

返回map中的键值对的数量。

Map<String,String> map = new TreeMap<>();
    map.put("sd","sd");
    System.out.println(map.size());

![在这里插入图片描述][89decd6d9f27448d9cff2ebf3acba43d.png]

#### Set < K > keySet() ####

返回包含所有 key 的一个集合对象。  
此方法的返回值是 Set 类型的集合，该集合中包含当前类中的所有 key 关键字（Set 中不能存储重复的值）。

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("zhangsan", 5);
    map.put("lisi", 5);
    map.put("wangwu", 5);
    System.out.println(map);
    Set<String> tmp = map.keySet();
    System.out.println(tmp);

![在这里插入图片描述][ab94bdeba24c49979667095144536392.png]

#### boolean isEmpty() ####

判断当前map集合中是否为空。  
空就返回true；否则返回false。

Map<String,String> map = new TreeMap<>();
    System.out.println(map.isEmpty());
    map.put("sd","sd");
    System.out.println(map.isEmpty());

![在这里插入图片描述][6b7b38ea6768469db91229b7b6ae14a5.png]

#### Collection< V > values() ####

返回所有 value 的可重复集合。  
和上面的 keySet() 方法差不多，这个方法是返回 Values 组成的集合。

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("zhangsan", 5);
    map.put("lisi", 5);
    map.put("wangwu", 5);
    System.out.println(map);
    Collection<Integer> tmp = map.values();
    System.out.println(tmp);

![在这里插入图片描述][fe5f146bcd93477889af2bce5a6903fb.png]

#### containsKey(key) ####

判断是否包含该 key，返回类型是boolean类型。

#### containsValue(value) ####

判断是否包含该 value，返回类型是boolean类型。

#### Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() ####

返回所有的 key-value 映射关系。  
在了解这个方法前先了解一下 Map.Entry<K, V> 。

#####  Map.Entry<K, V> #####

Map 其实你可以想象成一个链表它里面的每一个 key-value 键值对都是以节点的形式来存储的而**Map.Entry<K, V> 就是Map内部实现的用来存放<key, value>键值对映射关系的内部类**。  
在 **Map.Entry<K, V>** 中主要提供了<key, value>的**获取**，value的**设置以及Key的比较方式**：

*  **getKey()：** 返回 entry 中的 key
 *  **getValue()：** 返回 entry 中的 value
 *  **setValue(V value)：** 将键值对中的value替换为指定value

此时再来看 entrySet() 方法：  
**entrySet() 方法其实就是返回 map 集合中的所有节点然后将其作为一个整体存放在 Set 类型的集合中。**

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
    map.put("zhangsan", 5);
    map.put("lisi", 5);
    map.put("wangwu", 5);
    Set<Map.Entry<String,Integer>> tmp = map.entrySet();
    //第一种遍历方式
    System.out.println(tmp);
    System.out.println("===========");
    //第二种遍历方式
    for (Map.Entry<String,Integer> a:map.entrySet()) {
        
    System.out.println("Key:"+a.getKey()+" "+"Value"+a.getValue());
    }

![在这里插入图片描述][ebd6d4e6f4c143d98dcf015472fbe0a7.png]

### Map 的一些注意事项 ###

*  Map是一个接口，不能直接实例化对象，如果要实例化对象只能实例化其实现类TreeMap或者HashMap;
 *  Map中存放键值对的Key是唯一的，value是可以重复的;
 *  在TreeMap中插入键值对时，key不能为空，否则就会抛NullPointerException异常，value可以为空。但是HashMap的key和value都可以为空;
 *  Map中键值对的Key不能直接修改，value可以修改，如果要修改key，只能先将该key删除掉，然后再来进行重新插入。

#### TreeMap和HashMap的区别： ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>TreeMap</th> 
   <th>HashMap</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>底层结构</td> 
   <td>红黑树</td> 
   <td>哈希桶</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>插入/删除/查找时间</td> 
   <td>O(log<sub>2</sub>N)</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>是否有序</td> 
   <td>关于Key有序</td> 
   <td>无序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>线程安全</td> 
   <td>不安全</td> 
   <td>不安全</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>插入/删除/查找区别</td> 
   <td>需要进行元素比较</td> 
   <td>通过哈希函数计算哈希地址</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>比较与覆写</td> 
   <td><strong>key必须能够比较</strong>，否则会抛出ClassCastException异常</td> 
   <td>自定义类型<strong>需要覆写equals和hashCode方法</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>应用场景</td> 
   <td>需要Key有序场景下</td> 
   <td>Key是否有序不关心，需要更高的时间性能</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## Set 接口 ##

Set相比于Map要简单很多。

*  **Set是一个接口，不能直接实例化对象，如果要实例化对象只能实例化其实现类TreeSet或者HashSet。**

Set<Integer> set1 = new HashSet<>();
    Set<Integer> set2 = new TreeSet<>();

**Set与Map主要的不同有两点：Set是继承自Collection的接口类，Set中只存储了 Key**

### Set中的一些常用方法： ###

#### boolean add(Object o) ####

添加元素  
添加成功返回true；失败返回false。

Set<String> set = new TreeSet<>();
    System.out.println(set.add("asd"));
    //因为该元素已经存在了，所以不会添加成功，返回false
    System.out.println(set.add("asd"));

![在这里插入图片描述][153a7d713a1e4c219d1f765780e2235c.png]

#### boolean addAll(Collection<? extendsE>c) ####

将集合c中的元素添加到set中，可以达到去重的效果

#### void clear() ####

清空集合

Set<String> set = new TreeSet<>();
     set.add("a");
     set.add("s");
     set.add("d");
     set.add("g");
     System.out.println(set);
     //删除所有元素
     set.clear();
     System.out.println(set);

![在这里插入图片描述][8c38970202204ac4bb701237ad7d358a.png]

#### boolean contains(Object o) ####

判断 o 是否在集合中

Set<String> set = new TreeSet<>();
    set.add("a");
    set.add("s");
    set.add("d");
    set.add("g");
    System.out.println(set.contains("s"));
    System.out.println(set.contains("hhh"));

![在这里插入图片描述][0392afa40df04ad7aa0a3b00b604dfb2.png]

#### Iterator iterator() ####

返回一个迭代器

Set<String> set = new TreeSet<>();
    set.add("a");
    set.add("s");
    set.add("d");
    set.add("g");
    //利用迭代器进行集合的遍历
    Iterator<String> tmp = set.iterator();
    while (tmp.hasNext()) {
        
        System.out.print(tmp.next()+" ");
    }

![在这里插入图片描述][4b406c80c6fb49d5b32f348043e85e33.png]

#### boolean remove(Object o) ####

删除集合中的 o  
成功删除返回true；失败返回false。

Set<String> set = new TreeSet<>();
    set.add("a");
    set.add("s");
    set.add("d");
    set.add("g");
    System.out.println(set.remove("a"));
    //因为集合中不存在“asd”所以删除失败，返回false
    System.out.println(set.remove("asd"));

![在这里插入图片描述][db3e60d696d14d1bb0e8a5541ccc05d5.png]

#### int size() ####

返回set集合中元素的个数

Set<String> set = new TreeSet<>();
    set.add("a");
    set.add("s");
    set.add("d");
    set.add("g");
    System.out.println(set.size());

![在这里插入图片描述][98b85f2572c74cc695a158e38951a00d.png]

#### boolean isEmpty() ####

检测set是否为空，空返回true，否则返回false

Set<String> set = new TreeSet<>();
    System.out.println(set.isEmpty());
    set.add("a");
    set.add("s");
    System.out.println(set.isEmpty());

![在这里插入图片描述][68d9e14b70094bbd97a77d381eade3df.png]

#### Object\[\] toArray() ####

将set中的元素转换为数组返回

Set<String> set = new TreeSet<>();
    set.add("a");
    set.add("s");
    Object[] tmp =set.toArray();
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        
        System.out.println(tmp[i]);
    }

![在这里插入图片描述][2192f21584784aa2bd5dd5c36d5e1854.png]

Set<String> set = new TreeSet<>();
    set.add("a");
    set.add("s");
    //此处不能进行强制类型转换
    String[] tmp =(String[]) set.toArray();
    System.out.println(tmp);

![在这里插入图片描述][c4267922145f43ee850d80e2c43fd8b4.png]

#### boolean containsAll(Collection<?> c) ####

集合c中的元素是否在set中全部存在，是返回true，否则返回false

### Set 的一些注意事项 ###

*  Set是继承自Collection的一个接口类；
 *  Set中**只存储了key**，并且**要求key一定要唯一**；
 *  **TreeSet的底层是使用Map来实现的**，其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的；
 *  Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重；
 *  实现Set接口的常用类有TreeSet和HashSet，还有一个LinkedHashSet，LinkedHashSet是在HashSet的基础上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序；
 *  Set中的**Key不能修改**，如果要修改，先将原来的删除掉，然后再重新插入
 *  **TreeSet中不能插入null的key，HashSet可以**。

#### TreeSet和HashSet的区别： ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>TreeSet</th> 
   <th>HashSet</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>底层结构</td> 
   <td>红黑树</td> 
   <td>哈希桶</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>插入/删除/查找时间</td> 
   <td>O(log<sub>2</sub>N)</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>是否有序</td> 
   <td>关于Key有序</td> 
   <td>不一定有序</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>线程安全</td> 
   <td>不安全</td> 
   <td>不安全</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>插入/删除/查找区别</td> 
   <td>按照红黑树的特性来进行插入和删除</td> 
   <td>先计算key哈希地址 然后进行插入和删除</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>比较与覆写</td> 
   <td><strong>key必须能够比较</strong>，否则会抛出ClassCastException异常</td> 
   <td>自定义类型<strong>需要覆写equals和hashCode方法</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>应用场景</td> 
   <td>需要Key有序场景下</td> 
   <td>Key是否有序不关心，需要更高的时间性能</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[_ _ _JAVA]: http://t.csdnimg.cn/4ALrM
[bb5adce12f5b4761ac4a84584145449b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/f7727962301b46148704748607fa52e8.png
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