前面,我们已经系统的对List进行了学习。接下来,我们先学习Map,然后再学习Set;因为Set的实现类都是基于Map来实现的(如,HashSet是通过HashMap实现的,TreeSet是通过TreeMap实现的)
概要
首先,我们看看Map架构:

如上图:
① Map 是映射接口,Map中存储的内容是键值对(key-value)
② AbstractMap 是实现了Map接口的抽象类,它实现了Map中的大部分API。其它Map的实现类可以通过继承AbstractMap来减少重复编码
③ SortedMap 是继承于Map的接口。SortedMap中的内容是排序的键值对,排序的方法是通过比较器(Comparator)
④ NavigableMap 是继承于SortedMap的接口。相比于SortedMap,NavigableMap有一系列的导航方法, 如: 获取大于/等于某对象的键值对、获取小于/等于某对象的键值对等
⑤ TreeMap 继承于AbstractMap,且实现了NavigableMap接口;因此,TreeMap中的内容是“有序的键值对”
⑥ HashMap 继承于AbstractMap,但没实现NavigableMap接口;因此,HashMap的内容是“键值对,但不保证次序”
⑦ Hashtable 虽然不是继承于AbstractMap,但它继承于Dictionary(Dictionary也是键值对的接口),而且也实现Map接口;因此,Hashtable的内容也是“键值对,也不保证次序”。但和HashMap相比,Hashtable是线程安全的,而且它支持通过Enumeration去遍历
⑧ WeakHashMap 继承于AbstractMap。它和HashMap的键类型不同,WeakHashMap的键是“弱键”
在对各个实现类进行详细之前,先来看看各个接口和抽象类的大致介绍。内容包括:
- Map
- Map.Entry
- AbstractMap
- SortedMap
- NavigableMap
- Dictionary
一. Map接口
Map的定义如下:
1 | public interface Map<K,V> { } |
Map 是一个键值对(key-value)映射接口: Map映射中不能包含重复的键;每个键最多只能映射到一个值
Map 接口提供三种collection 视图,允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容
Map 映射顺序: 有些实现类,可以明确保证其顺序,如 TreeMap;另一些映射实现则不保证顺序,如 HashMap 类
Map 的实现类应该提供2个“标准的”构造方法:第一个,void(无参数)构造方法,用于创建空映射;第二个,带有单个 Map 类型参数的构造方法,用于创建一个与其参数具有相同键-值映射关系的新映射
补充:
实际上,后一个构造方法允许用户复制任意映射,生成所需类的一个等价映射。尽管无法强制执行此建议(因为接口不能包含构造方法),但是 JDK 中所有通用的映射实现都遵从它
Map的API
1 | // Map接口中定义的方法 |
说明:
① Map接口提供了分别用于返回 键集、值集或键-值映射关系集:
- entrySet()用于返回键-值集的Set集合
- keySet()用于返回键集的Set集合
- values()用户返回值集的Collection集合
- 因为Map中不能包含重复的键;每个键最多只能映射到一个值。所以,键-值集、键集都是Set,值集是Collection
② Map接口提供了键-值对、根据键获取值、删除键、获取容量大小等方法
③ 在Map中实际是通过Map.Entry内部接口来定义数据类型
④ JDK 8在Map接口中添加了getOrDefault(), forEach(), putIfAbsent(), compute(), merge()等与Stream和Lambda表达式搭配使用的方法
⑤ JDK 9与JDK 10分别加入了创建不可变(ImmutableCollections)Map的方法以及生成当前Map快照的方法copyOf()
二. Map.Entry
Map.Entry的定义如下:
1 | interface Entry<K,V> { } |
Map.Entry是Map中内部的一个接口,Map.Entry是键值对
Map通过 entrySet() 获取Map.Entry的键值对集合,从而通过该集合实现对键值对的操作
Map.Entry的API
1 | abstract boolean equals(Object object) |
说明: JDK 8中添加了两对有参和无参的比较方法, 方法返回一个比较器
此方法用在Stream处理中, 用于简化代码, 并使得代码更加清晰, 如在JdepsTask类中:
1
2
3
4 >config.splitPackages().entrySet()
.stream()
.sorted(Map.Entry.comparingByKey())
.forEach(...);可以通过方法名直接看出是使用了key进行排序
三. AbstractMap
AbstractMap的定义如下:
1 | public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> {} |
AbstractMap类提供 Map 接口的骨干实现,以最大限度地减少实现此接口所需的工作
要实现不可修改的映射,只需扩展此类并提供 entrySet 方法的实现即可,该方法将返回映射的映射关系 set 视图:
通常,返回的 set 将依次在 AbstractSet 上实现。此 set 不支持 add() 或 remove() 方法,其迭代器也不支持 remove() 方法
- 要实现可修改的映射,编程人员必须另外重写此类的 put 方法(否则将抛出 UnsupportedOperationException),entrySet().iterator() 返回的迭代器也必须另外实现其 remove 方法
AbstractMap的API
1 | /* AbstractMap中定义的属性与构造函数 */ |
总结:
① 在AbstractMap中定义了两个属性keySet和values:
- keySet()用于返回键集的Set集合
- values()用户返回值集的Collection集合
② AbstractMap实现了Map接口中除entrySet()方法之外的所有方法, 但是实现的方法有些并不可直接使用:
如: put()方法就仅仅抛出UnsupportedOperationException异常
③ AbstractMap抽象类中定义了两个内部类SimpleEntry, SimpleImmutableEntry分别都实现了Entry和 Serializable接口(JDK 1.6), 两者的用途如下:
- SimpleEntry: 维护键和值的条目。可以使用{@code setValue}方法更改该值。这个类简化了构建自定义映射实现的过程
原文: An Entry maintaining a key and a value. The value may be changed using the {@code setValue} method. This class facilitates the process of building custom map implementations
- SimpleImmutableEntry: 一个维护不可变键和值的Entry。此类{@code setValue}不支持方法(调用setValue()方法将直接抛出UnsupportedOperationException异常). 在返回键为值映射的线程安全快照的方法中,此类可以很方便
原文: An Entry maintaining an immutable key and value. This class does not support method {@code setValue}. This class may be convenient in methods that return thread-safe snapshots of key-value mappings
四. SortedMap
SortedMap的定义如下:
1 | public interface SortedMap<K,V> extends Map<K,V> { } |
SortedMap是一个继承于Map接口的接口, 它是一个有序的SortedMap键值映射
SortedMap的排序方式有两种:自然排序 或者 用户指定比较器。 插入有序 SortedMap 的所有元素都必须实现 Comparable 接口(或者被指定的比较器所接受)
另外,所有SortedMap 实现类都应该提供 4 个“标准”构造方法:
① void(无参数)构造方法,它创建一个空的有序映射,按照键的自然顺序进行排序
② 带有一个 Comparator 类型参数的构造方法,它创建一个空的有序映射,根据指定的比较器进行排序
③ 带有一个 Map 类型参数的构造方法,它创建一个新的有序映射,其键-值映射关系与参数相同,按照键的自然顺序进行排序
④ 带有一个 SortedMap 类型参数的构造方法,它创建一个新的有序映射,其键-值映射关系和排序方法与输入的有序映射相同。无法保证强制实施此建议,因为接口不能包含构造方法。
SortedMap的API
1 | // 继承于Map的API |
五. NavigableMap
NavigableMap的定义如下:
1 | public interface NavigableMap<K,V> extends SortedMap<K,V> { } |
NavigableMap是继承于SortedMap的接口。它是一个可导航的键-值对集合,具有了为给定搜索目标报告最接近匹配项的导航方法
NavigableMap分别提供了获取键、键-值对、键集、键-值对集的相关方法
NavigableMap的API
1 | /* 从SortedMap接口继承的方法 */ |
说明:
NavigableMap除了继承SortedMap的特性外,它的提供的功能可以分为4类:
① 提供操作键-值对的方法:
lowerEntry、floorEntry、ceilingEntry 和 higherEntry 方法,它们分别返回与小于、小于等于、大于等于、大于给定键的键关联的 Map.Entry 对象
firstEntry、pollFirstEntry、lastEntry 和 pollLastEntry 方法,它们返回和/或移除最小和最大的映射关系(如果存在),否则返回 null
② 提供操作键的方法:
这个和第1类比较类似lowerKey、floorKey、ceilingKey 和 higherKey 方法,它们分别返回与小于、小于等于、大于等于、大于给定键的键
③ 获取键集:
navigableKeySet、descendingKeySet分别获取正序/反序的键集
- ④ 获取键-值对的子集
六. Dictionary
Dictionary的定义如下:
1 | public abstract class Dictionary<K,V> {} |
Dictionary是JDK 1.0定义的键值对的抽象类,它也包括了操作键值对的基本方法
Dictionary的API
1 | abstract Enumeration<V> elements() |