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javamap底层

发布时间:2024-11-26 12:46:13

java 中九种 Map 的遍历方式,你一般用的是哪种呢

日常工作中,Map作为Java程序员高频使用的数据结构,其遍历方式多种多样。这篇文章将带你了解Map的九种遍历方式,看看你常用的遍历方式是哪一种。
首先,我们可以通过for和map.entrySet()来遍历Map。这种方式通过遍历map.entrySet()获取每个entry的key和value。这是阿粉使用最多的一种方式,代码简单、朴素,常见于获取map的key和value场景。此外,这种方式在HashMap源码中也有所应用。
接着,我们可以使用for、Iterator和map.entrySet()的组合来遍历Map,将迭代器的next()方法用于获取下一个对象,并依次判断是否有next。这种方式与使用for循环的遍历类似,但在循环机制上有所不同。
我们也可以通过while循环、Iterator和map.entrySet()来遍历Map。与上一种方式相似,但使用while循环替代了for循环。在遍历过程中,通过迭代器的next()方法获取下一个对象,通过判断是否有next来控制循环。
另一种遍历方式是通过for和map.keySet()来遍历Map。这种方式通过map.keySet()获取key的集合,可以更专注于key的遍历。然而,如果需要获取对应的value,还需通过map.get(key)进行获取。这种方式相较于使用map.entrySet()的遍历,减少了对entry的访问,但同时也引入了额外的get操作。
在Java 8中,引入了新的遍历方式,包括通过map.forEach()和Stream遍历。map.forEach()方法被定义在java.util.Map#forEach中,并使用default关键字标识。这种遍历方式在代码简洁性和易用性上得到了提升,但其底层实现原理和性能表现值得关注。
Stream遍历,包括普通遍历stream和并行流遍历parallelStream,提供了一种高效且并行处理数据的途径。在特定场景下,使用Stream遍历可以显着提升性能,尤其是在处理大量数据时。
为了评估不同遍历方式的性能,我们编写了测试代码。通过多次计算并求平均值,我们得出在集合数量较小时,普通遍历方式足以满足需求。随着集合数量的增加,使用JDK 8的forEach或Stream进行遍历的性能表现更优。
总结而言,选择适合的遍历方式取决于实际场景的需求。当集合数量较少时,简单遍历即可;当数据量增大时,考虑使用JDK 8提供的高级API,如forEach或Stream,以提升效率。在遍历方式中,使用map.entrySet()比使用map.keySet()更优,因为后者需要额外的get操作。

⑵ JAVA HashMap和ConcurrentHashMap 在JDK1.7和JDK1.8的区别

在Java的HashMap和ConcurrentHashMap中,JDK1.7和JDK1.8之间存在显着的结构和操作差异。

HashMap在版本升级中,底层数据结构有所变化。在JDK1.7中,HashMap是基于数组和链表的组合,而在JDK1.8中引入了链表和红黑树的混合结构。这在put操作上有所不同:JDK1.7采用头插法,可能导致链表循环问题和查询死循环;JDK1.8改为尾插法,解决了这些问题。

扩容机制是另一个显着区别。JDK1.7在插入前判断是否需要扩容,而JDK1.8则先插入后检查,优化了位置定位,减少了因哈希冲突导致的性能损失。JDK1.8的扩容逻辑更简单,避免了rehash,提高了效率。

ConcurrentHashMap的并发控制机制在JDK1.8中进行了革新。在JDK1.7中,使用Segments数组和链表结构,每个Segment持有ReentrantLock锁。而在JDK1.8中,Segment被弃用,转为synchronized+CAS+红黑树,锁粒度细化到节点级别,增强了并发性。

put操作流程也有所变化:JDK1.7需要两次定位并可能经历自旋锁膨胀,JDK1.8则简化为一次定位,采用CAS+synchronized,提高了并发性能。

最后,计算size的方式也不同。JDK1.7采用乐观锁策略,可能需要多次尝试并加锁统计,而JDK1.8通过维护baseCount属性,put操作后直接更新计数,简化了计数过程。

⑶ JAVA中的HASHSET和HASHMap的底层实现是怎样的大致讲一下。

HASHMAP是根据HASH算法储存数据的集合类,每一个存入其中的对象都有一个特定的哈希值!当我们新建一个HashMap对象,如果不给定它的大小,其默认为16,就相当与下面新建了编号为0到15的数组(链表数组)。以默认HashMap为例,put一个对象时,首先得到他的哈希值,在与十五相除得到余数,找到与余数相同编号的数组插入其中!HASHSET就是没有value值的HASHMAP,你可以新建一个HASHSET,插入0到15,绝对以0到15的顺序打印。

⑷ Java 做项目能用到 Map 哪些功能这篇总结全了

在Java的集合框架中,除了Collection类族外,还有Map类族。Map类族表示存储着键值对的映射表数据结构。Collection类族代表存储对象的各类集合数据结构,而Map类族则涉及键值对的映射关系。


了解了Map类族的组成后,让我们深入了解Map类族的成员。


Map类族的成员


以下是Map类族的层级架构图,展示其成员及其相互关系。


该图清晰地展示了Map类族中的接口、抽象类和实现类之间的关系。


HashMap和TreeMap

HashMap底层使用哈希表存储元素,键和值可以为任何类型,甚至可以是null。HashMap不保证元素的存储和遍历顺序,当集合发生变化时,顺序可能会变化。元素通过hashCode方法确定所属的桶。


例如,哈希码从1到100的元素属于第一个桶,101到200的元素属于第二个桶,依此类推。这样分桶存储可以提高搜索和删除元素的效率,且不会影响到其他桶的元素。


TreeMap提供顺序保证的键值对结构,元素默认按照Key的自然排序顺序存储,也可通过构造函数指定Comparator来确定存储顺序。底层使用平衡的红黑树实现,插入和搜索时间稳定。对于大规模数据集,TreeMap是一个不错的选择。


TreeMap依赖于TreeMap实现,我们之前在Set章节中学习过,当时也演示了如何为容器设置排序器(Comparator)。


在数据量不大且对元素顺序没有要求的场景中,推荐使用HashMap,它是所有Map实现中最快的。


创建Map

创建Map即创建Map接口的实现类实例。示例展示了创建HashMap和TreeMap。


从Java 5开始,通过泛型可以限制Map中的键和值类型。例如,Map现在只能接受String类型键和Student类型值。


声明和创建Map时,始终指定键值对的泛型类型,这有助于避免插入错误对象,并使代码更易于理解。


在创建TreeMap实例时,可传递Comparator来指定元素的排列顺序,如例程所示,实现按照Student实例的分数倒序排序。


往Map中写入单个元素

调用Map实例的put()方法可将键值对写入Map。此方法将键映射到值,并返回值。


只有Java对象可用作Map中的键和值。原始值(如int、double)在传递给Map时会自动装箱。


将int值作为键传递给put()方法时,会发生自动装箱,因为put()方法需要Object或其子类实例作为键和值。


一个给定的键只能在Map中出现一次,键只能映射到最后一次调用put()方法时传递过来的值。键可以为null,但整个Map实例中只允许出现一个null键。


值可以是null。


往Map中写入多个元素

Map接口的putAll()方法可以将另一个Map实例的所有键值对复制到调用putAll()方法的Map实例中,实现两个Map实例的并集。


调用mapB.putAll(mapA)只会将mapA中的键值对复制到mapB,不会从mapB复制到mapA。若需反向复制,执行mapA.putAll(mapB)。


从Map中获取值

使用Map实例的get()方法获取指定元素的值。此方法返回一个Java对象,返回类型取决于创建Map时是否使用泛型限制键和值类型。


使用泛型指定键和值类型后,不再需要转换get()方法返回的对象。


检查Map中是否存在给定Key和Value

使用containsKey()方法检查Map是否包含给定键。使用containsValue()方法检查Map是否包含给定值。


如果Map中存在字符串键"123"的键值对,hasKey变量为true;否则为false。


如果Map中存在"value-a"这个值,hasValue变量为ture;否则为false。


遍历Map的Key、Value和键值对

有多种方法遍历Map的所有Key,如使用keySet方法获取Set数据结构。遍历Map的Value和键值对的常用方法与Key类似。


遍历键值对时,需通过Map.Entry实例的getKey()和getValue()方法获取键和值。


删除Map条目

调用remove()方法删除Map中键为指定值的键值对。clear()方法用于清空Map中的所有条目。


使用replace()方法替换Map实例中的元素。此方法除了更新键值外,还提供了存在则替换的特性。


调用size()方法获取Map中的条目数量。


检查Map是否为空

使用isEmpty()方法检查Map是否为空。如果Map实例包含条目,则返回false;否则返回true。


将对象List转换为Map

在实际开发场景下,将对象List转换为Map时,通常将对象ID作为Key。使用特定程序完成转换,Key可以是对象的ID或其他属性值。


总结

本文总结了Map类族及其成员,以HashMap为切入点介绍了Map数据结构在开发中的常用功能。了解了底层实现、解决哈希碰撞及扩容等知识后,可以更好地利用Map进行高效编程。同时,注意Map在并发环境下的安全性,使用JUC中的ConcurrentHashMap等并发容器。

⑸ 【Java集合】双列集合HashMap的概念、特点及使用

在Java编程中,HashMap是一个不可或缺的数据结构,它作为Map接口的一个实现,提供了键值对的存储和访问。可以将其比作一个无固定大小的储物柜,支持动态添加和删除元素,且确保键值对的唯一性,但元素的存储顺序是不确定的。

HashMap底层采用哈希表结构,由数组和链表组成,数组存储数据,链表解决哈希冲突。这种设计使得HashMap在添加、删除、查找操作上表现高效。在Java 1.8及以上版本,它还可能采用红黑树来进一步优化存储和性能。

对于有序需求,LinkedHashMap继承自HashMap,它在保证键值唯一的同时,还维护了元素的插入顺序或访问顺序,适合于需要保持元素顺序的场景。

通过实例,你可以将学生对象(键)和家庭住址(值)存入HashMap或LinkedHashMap,但需要注意,如果用自定义对象作为键,需要重写equals和hashCode方法以确保唯一性。而对于有序存储,可以选择LinkedHashMap。

总的来说,HashMap是高效处理数据的工具,但需注意正确使用以避免潜在问题。在学习Java集合时,单列和双列集合如HashMap和LinkedHashMap是基础,但还有更多种类的集合等待发掘。持续学习和实践才是提升技能的关键。

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END

⑹ 用比喻的方法讲解一下 java 中 hashmap 的底层原理

Java中的HashMap可以看作是一个盒子,这个盒子里面存放着很多抽屉。每个抽屉都有一个标签,用来表示抽屉里的物品。当我们要把一些物品放入盒子中时,我们首先根据物品的特征确定一个标签,然后把物品放入对应的抽屉里。
在HashMap中,标签被称为“键(key)”,物品被称为“值(value)”。当我们要将一个键值对放入HashMap时,首先会根据键的特征计算出一个哈希值(hash value),这个哈希值就相当于标签。然后,根据哈希值找到对应的抽屉,将键值对放入抽屉中。
但是,由于可能会有多个键的哈希值相同,这就相当于多个键要放入同一个抽屉中。为了解决这个问题,HashMap使用了链表(LinkedList)的数据结构。当发生哈希冲突时,新的键值对会被添加到链表的末尾。这样,在查找某个键的值时,首先会根据键的哈希值找到对应的抽屉,然后再在链表中查找对应的键值对。
当HashMap中的键值对数量逐渐增多时,链表可能会变得很长,从而导致查找效率下降。为了解决这个问题,Java 8引入了红黑树(Red-Black Tree)的数据结构。当链表中的键值对数量超过一定阈值时,链表会被转换为红黑树。这样,在查找键值对时,可以通过红黑树的特性进行快速查找,提高了HashMap的性能。
总结起来,HashMap的底层原理可以比喻为一个盒子,其中包含很多抽屉。每个抽屉上有一个标签,用来表示抽屉里的物品。当要放入一个键值对时,首先根据键的哈希值找到对应的抽屉,然后将键值对放入抽屉中。当发生哈希冲突时,会使用链表或红黑树的方式解决。这样,我们在需要查找某个键对应的值时,可以快速定位到对应的抽屉,然后再在链表或红黑树中查找。

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