Map集合概述
现实生活中，我们常会看到这样的一种集合：IP地址与主机名，身份证号与个人，系统用户名与系统用户对象等，这种一一对应的关系，就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象，即 java.util.Map 接口。Collection 中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。Map 中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。Collection 中的集合称为单列集合， Map 中的集合称为双列集合。需要注意的是， Map 中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。总结一下Map集合的特点：
- Map集合是一个双列集合,一个元素包含两个值(一个key,一个value)
- Map集合中的元素,key和value的数据类型可以相同,也可以不同
- Map集合中的元素,key是不允许重复的,value是可以重复的。
- Map集合中的元素,key和value是一一对应
Map常用子类
通过查看Map接口描述，看到Map有多个子类，子类拥有Map集合的全部特点。常用的子类有HashMap集合、LinkedHashMap集合。
HashMap集合的特点:
- java.util.HashMap<k,v> implements Map<k,v>
- HashMap集合底层是哈希表:查询的速度特别的快,JDK1.8之前:数组+单向链表,JDK1.8之后:数组+单向链表|红黑树(链表的长度超过8):提高查询的速度
- hashMap集合是一个无序的集合,存储元素和取出元素的顺序有可能不一致
LinkedHashMap的特点:
- Java.util.LinkedHashMap<k,v> extends HashMap<k,v>
- LinkedHashMap集合底层是哈希表+链表(保证迭代的顺序)
- LinkedHashMap集合是一个有序的集合,存储元素和取出元素的顺序是一致的
Map接口中的常用方法
Map接口中定义了很多方法，常用的如下：
- public V put(K key, V value) : 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
- public V remove(Object key) : 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。
- public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
- public boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。
代码举例
package demo01Map;import java.util.HashMap;import java.util.Map;public class MapMethod { public static void main(String[] args) { //多态：创建Map集合 Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); /* public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。 返回值:v 存储键值对的时候,key不重复,返回值V是null 存储键值对的时候,key重复,会使用新的value替换map中重复的value,返回被替换的value值 */ map.put("张三", 18); map.put("李四", 19); //查看集合 System.out.println(map);//{李四=19, 张三=18} Integer age = map.put("张三", 20); System.out.println("返回被替换的value值:" + age);//返回被替换的value值:18 //查看集合 System.out.println(map);//{李四=19, 张三=20} /* public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。 返回值: key存在,返回对应的value值 key不存在,返回null */ System.out.println("获取集合中不存在的Key,其返回值是：" + map.get("王五"));//获取集合中不存在的Key,其返回值是：null System.out.println("获取集合中存在的Key,其返回值是key对应的值：" + map.get("李四"));//获取集合中存在的Key,其返回值是key对应的值：19 //查看集合,集合里的数据没有改变 System.out.println(map);//{李四=19, 张三=20} /* public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值。 返回值:V key存在,v返回被删除的值 key不存在,v返回null */ System.out.println("删除集合中不存在的key,其返回值是:" + map.remove("王五"));//删除集合中不存在的key,其返回值是:null System.out.println("删除集合中存在的Key,其返回值是key对应的值：" + map.remove("李四"));//删除集合中存在的Key,其返回值是key对应的值：19 //查看集合,集合里的数据发生改变 System.out.println(map);//{张三=20} /* boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。 包含返回true,不包含返回false */ System.out.println("集合中是否包含指定的key:" + map.containsKey("张三"));//集合中是否包含指定的key:true System.out.println("集合中是否包含指定的key:" + map.containsKey("李四"));//集合中是否包含指定的key:false }}
- public Set keySet() : 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
- public Set<map.entry<k,v>> entrySet() : 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
遍历Map集合
Map集合遍历键找值方式即通过元素中的键，获取键所对应的值分析步骤：
- 获取Map中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示：public Set keySet() : 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
- 遍历键的Set集合，得到每一个键。
- 根据键，获取键所对应的值。方法提示: public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
代码举例
package demo01Map;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import java.util.Set;public class MapKeySet { public static void main(String[] args) { //创建Map集合对象 Map<String, String> map = new HashMap<>(); //添加元素到集合中去 map.put("早餐", "6元"); map.put("中餐", "20元"); map.put("晚餐", "15元"); map.put("夜宵", "8元"); //1.使用Map集合中的方法keySet(),把Map集合所有的key取出来,存储到一个Set集合中 Set<String> s = map.keySet(); //2.遍历set集合,获取Map集合中的每一个key,可以是迭代器也可以是增强for遍历 for (String i : s) { //3.通过Map集合中的方法get(key),通过key找到value System.out.println("集合中的key:" + i + " 对应的value: " + map.get(i)); } }}
代码执行后的结果
Entry键值对对象
我们已经知道， Map 中存放的是两种对象，一种称为key(键)，一种称为value(值)，它们在在 Map 中是一一对应关系，这一对对象又称做 Map 中的一个 Entry(项) 。 Entry 将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象，这样我们在遍历 Map 集合时，就可以从每一个键值对（ Entry ）对象中获取对应的键与对应的值。既然Entry表示了一对键和值，那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法：
- public K getKey() ：获取Entry对象中的键。
- public V getValue() ：获取Entry对象中的值。
在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法：
- public Set<map.entry<k,v>> entrySet() : 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。
Map集合遍历键值对方式
键值对方式：即通过集合中每个键值对(Entry)对象，获取键值对(Entry)对象中的键与值。操作步骤：
- 获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。方法提示: entrySet() 。
- 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。
- 通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。 方法提示: getkey() getValue()
代码举例
package demo01Map;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.Set;public class MapEntry { public static void main(String[] args) { //多态创建Map集合 Map<String, String> stringMap = new HashMap<>(); //添加元素 stringMap.put("早餐", "包子"); stringMap.put("中餐", "红烧茄子"); stringMap.put("晚餐", "青椒小炒肉"); //1 public Set<map.entry<k,v>> entrySet() : 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。 Set<Map.Entry<String, String>> entries = stringMap.entrySet(); //使用获取迭代器，也可以使用增强for Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = entries.iterator(); // 2遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象。 while (iterator.hasNext()) { Map.Entry<String, String> next = iterator.next(); //public K getKey() ：获取Entry对象中的键。 //public V getValue() ：获取Entry对象中的值。 System.out.println("集合中的key" + next.getKey() + " 对应集合中的Value:" + next.getValue()); } }}
代码执行结果
HashMap存储自定义类型键值
当给HashMap中存放自定义对象时，如果自定义对象作为key存在，这时要保证对象唯一，必须复写对象的hashCode和equals方法。自定义类型Student类
package demo01Map;import java.util.Objects;public class Student { private String name; private int age; //重写hashCode和equals方法 @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Student student = (Student) o; return age == student.age && Objects.equals(name, student.name); } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(name, age); } @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", 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; } public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; }}
定义集合，自定义类型作为Key
package demo01Map;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import java.util.Set;public class HashMapTest { public static void main(String[] args) { //1,创建HashMap集合对象。 Map<Student, String> map = new HashMap<Student, String>(); //2,添加元素。自定义类型为key map.put(new Student("张三", 20), "早餐"); map.put(new Student("张四", 21), "中餐"); map.put(new Student("张五", 22), "晚餐"); map.put(new Student("张三", 20), "夜宵"); //遍历元素，键找值 Set<Student> keySet = map.keySet(); for (Student key : keySet) { String value = map.get(key); System.out.println("key：" + key.toString() + "对应 value：" + value); } }}
代码执行后的结果
LinkedHashMap类
我们知道HashMap保证成对元素唯一，并且查询速度很快，可是成对元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，还要速度快怎么办呢？在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致，可以使用 java.util.LinkedHashMap 集合来存放。底层原理:哈希表+链表(记录元素的顺序)
Hashtable类
Hashtable类从JDK1.0开始，此类实现一个哈希表，该哈希表将键映射到相应的值。任何非 null 对象都可以用作键或值。
package demo01Map;import java.util.HashMap;import java.util.Hashtable;/* java.util.HashTable<K,V>集合 implements Map<K,V>接口 HashTable:底层也是一个哈希表,是一个线程安全的集合,是单线程集合,速度慢 HashMap:底层是一个哈希表,是一个线程不安全的集合,是多线程的集合,速度快 HashMap集合(之前学的所有的集合):可以存储null值,null键 HashTable集合,不能存储null值,null键 HashTable和Vector集合一样,在jdk1.2版本之后被更先进的集合(HashMap,ArrayList)取代了 HashTable的子类Properties依然活跃在历史舞台 Properties集合是一个唯一和IO流相结合的集合 */public class HashTableTest { public static void main(String[] args) { HashMap<String, String> map = new HashMap<>(); map.put(null, "a"); map.put("b", null); map.put(null, null); System.out.println(map);//{null=null, b=null} Hashtable<String, String> table = new Hashtable<>(); //table.put(null,"a");//NullPointerException //table.put("b",null);//NullPointerException // table.put(null, null);//NullPointerException }}
Map集合练习
需求：
- 计算一个字符串中每个字符出现次数。
代码实现
package demo01Map;import java.util.HashMap;import java.util.Scanner;/* 分析: 1.使用Scanner获取用户输入的字符串 2.创建Map集合,key是字符串中的字符,value是字符的个数 3.遍历字符串,获取每一个字符 4.使用获取到的字符,去Map集合判断key是否存在 key存在: 通过字符(key),获取value(字符个数) value++ put(key,value)把新的value存储到Map集合中 key不存在: put(key,1) 5.遍历Map集合,输出结果 */public class MapTest { public static void main(String[] args) { //1.使用Scanner获取用户输入的字符串 Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入一个字符串:"); String str = sc.next(); //2.创建Map集合,key是字符串中的字符,value是字符的个数 HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>(); //3.遍历字符串,获取每一个字符 for(char c :str.toCharArray()){ //4.使用获取到的字符,去Map集合判断key是否存在 if(map.containsKey(c)){ //key存在 Integer value = map.get(c); value++; map.put(c,value); }else{ //key不存在 map.put(c,1); } } //5.遍历Map集合,输出结果 for(Character key :map.keySet()){ Integer value = map.get(key); System.out.println(key+"="+value); } }}
代码执行后的结果
模拟斗地主洗牌发牌
具体规则：
- 组装54张扑克牌将
- 54张牌顺序打乱
- 三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。
- 查看三人各自手中的牌（按照牌的大小排序）、底牌
- 规则：手中扑克牌从大到小的摆放顺序：大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3
案例需求分析1. 准备牌：
- 完成数字与纸牌的映射关系：
- 使用双列Map(HashMap)集合，完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。
2. 洗牌：
- 通过数字完成洗牌发牌
3. 发牌：
- 将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌，剩余牌通过对3取模依次发牌。存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。
4. 看牌：
- 通过Map集合找到对应字符展示。
- 通过查询纸牌与数字的对应关系，由数字转成纸牌字符串再进行展示。
代码实现
import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.HashMap;import java.util.List;/* 斗地主综合案例:有序版本 1.准备牌 2.洗牌 3.发牌 4.排序 5.看牌 */public class DouDiZhu { public static void main(String[] args) { //1.准备牌 //创建一个Map集合,存储牌的索引和组装好的牌 HashMap<Integer, String> poker = new HashMap<>(); //创建一个List集合,存储牌的索引 ArrayList<Integer> pokerIndex = new ArrayList<>(); //定义两个集合,存储花色和牌的序号 List<String> colors = List.of("♠", "♥", "♣", "♦"); List<String> numbers = List.of("2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3"); //把大王和小王存储到集合中 //定义一个牌的索引 int index = 0; poker.put(index, "大王"); pokerIndex.add(index); index++; poker.put(index, "小王"); pokerIndex.add(index); index++; //循环嵌套遍历两个集合,组装52张牌,存储到集合中 for (String number : numbers) { for (String color : colors) { poker.put(index, color + number); pokerIndex.add(index); index++; } } //System.out.println(poker); //System.out.println(pokerIndex); /* 2.洗牌 使用Collections中的方法shuffle(List) */ Collections.shuffle(pokerIndex); //System.out.println(pokerIndex); /* 3.发牌 */ //定义4个集合,存储玩家牌的索引,和底牌的索引 ArrayList<Integer> player01 = new ArrayList<>(); ArrayList<Integer> player02 = new ArrayList<>(); ArrayList<Integer> player03 = new ArrayList<>(); ArrayList<Integer> diPai = new ArrayList<>(); //遍历存储牌索引的List集合,获取每一个牌的索引 for (int i = 0; i < pokerIndex.size(); i++) { Integer in = pokerIndex.get(i); //先判断底牌 if (i >= 51) { //给底牌发牌 diPai.add(in); } else if (i % 3 == 0) { //给玩家1发牌 player01.add(in); } else if (i % 3 == 1) { //给玩家2发牌 player02.add(in); } else if (i % 3 == 2) { //给玩家3发牌 player03.add(in); } } /* 4.排序 使用Collections中的方法sort(List) 默认是升序排序 */ Collections.sort(player01); Collections.sort(player02); Collections.sort(player03); Collections.sort(diPai); /* 5.看牌 调用看牌的方法 */ lookPoker("刘德华", poker, player01); lookPoker("周润发", poker, player02); lookPoker("周星驰", poker, player03); lookPoker("底牌", poker, diPai); } /* 定义一个看牌的方法,提高代码的复用性 参数: String name:玩家名称 HashMap<Integer,String> poker:存储牌的poker集合 ArrayList<Integer> list:存储玩家和底牌的List集合 查表法: 遍历玩家或者底牌集合,获取牌的索引 使用牌的索引,去Map集合中,找到对应的牌 */ public static void lookPoker(String name, HashMap<Integer, String> poker, ArrayList<Integer> list) { //输出玩家名称,不换行 System.out.print(name + ":"); //遍历玩家或者底牌集合,获取牌的索引 for (Integer key : list) { //使用牌的索引,去Map集合中,找到对应的牌 String value = poker.get(key); System.out.print(value + " "); } System.out.println();//打印完每一个玩家的牌,换行 }}
代码执行后结果
