Java集合：双列集合HashMap的概念、特点及使用

> HashMap是Java中的一个集合类，它实现了Map接口，提供了一种存储键值对的方式。你可以把它想象成一个没有固定大小和形状的储物柜，你可以随时往里面放东西，也可以随时取出东西。而且，这个储物柜还有一个神奇的功能，那就是无论你放进去的是什么，取出来的总是你放进去的那个。 上篇文章讲了Map接口的概念，以及Map接口中的常用方法和对Map集合的遍历，本篇文章我们将继续介绍另一个十分重要的双列集合—HashMap。 ## HashMap 概念 HashMap集合是Map接口的一个实现类，它用于存储键值映射关系，该集合的键和值允许为空，但键不能重复，且集合中的元素是无序的。 ### 特点 HashMap底层是由哈希表结构组成的，其实就是“数组+链表”的组合体，数组是HashMap的主体结构，链表则主要是为了解决哈希值冲突而存在的分支结构。正因为这样特殊的存储结构，HashMap集合对于元素的增、删、改、查操作表现出的效率都比较高。 ### 结构 在java1.8以后采用数组+链表+红黑树的形势来进行存储，通过散列映射来存储键值对，如下图：  - 在初始化时将会给定默认容量为16 - 对key的hashcode进行一个取模操作得到数组下标 - 数组存储的是一个单链表 - 数组下标相同将会被放在同一个链表中进行存储 - 元素是无序排列的 - 链表超过一定长度(TREEIFY_THRESHOLD=8)会转化为红黑树 - 红黑树在满足一定条件会再次退回链表 看到这个图，是不是挺熟悉！没错，这个就是我们在讲Set时，它的内存结构图，当时我们说 HashSet的底层就是 Map集合，只不过Set只使用了Map集合中的Key，没有使用Value而已。 #### 小练习 在之前我们已经讲了不少Map的使用方法，本篇中就不做过多解释了，来上了个小练习，在体会下它的使用。 每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。那么，既然有对应关系，则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。 注意，学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。 编写学生类： ``` public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.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; } @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); } } ``` 编写测试类： ``` 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。 map.put(newStudent("lisi",28), "上海"); map.put(newStudent("wangwu",22), "北京"); map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都"); map.put(newStudent("zhouqi",25), "广州"); map.put(newStudent("wangwu",22), "南京"); //3,取出元素。键找值方式 Set<Student>keySet = map.keySet(); for(Student key: keySet){ Stringvalue = map.get(key); System.out.println(key.toString()+"....."+value); } } } ``` 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(如果忘记，请回顾HashSet存放自定义对象)。 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。 >你还在苦恼找不到真正免费的编程学习平台吗?可以试试云端源想！课程视频、在线书籍、在线编程、实验场景模拟、一对一咨询……你想要的全部学习资源这里都有，重点是统统免费！[点这里即可查看](https://ydcode.cn/memberIndex?sourceId=439) ## LinkedHashMap 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，它继承自HashMap。特别的是，LinkedHashMap在HashMap的基础上维护了一个双向链表，可以按照插入顺序或者访问顺序来迭代元素。此外，LinkedHashMap结合了HashMap的数据操作和LinkedList的插入顺序维护的特性，因此也可以被看做是HashMap与LinkedList的结合。它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。把上个练习使用LinkedHashMap的使用一下 ``` publicclass LinkedHashMapDemo { publicstaticvoid main(String[] args) { //Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>(); map.put("马云", "阿里巴巴"); map.put("马化腾", "腾讯"); map.put("李彦宏", "百度"); Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet(); for (Entry<String, String> entry : entrySet) { System.out.println(entry.getKey() + " " + entry.getValue()); } } } ``` ## 总结 总的来说，HashMap是Java中的一个强大工具，它可以帮助我们高效地处理大量的数据。但是，我们也需要注意，虽然HashMap的性能很高，但如果不正确地使用它，可能会导致内存泄漏或者数据丢失的问题。 因此，我们需要正确地理解和使用HashMap，才能充分发挥它的强大功能。 本系列文章写到这里，基本上就告一段落了，主要为大家介绍了集合家族的基础知识，希望能够帮助大家深入理解集合。 在这个系列文章中，我们讲述了单列和双列集合的家族体系以及简单的使用。集合中不少的实现类，我们并未讲述，大家下来可以通过Java的API文档，去学习使用。 还是那句话，熟能生巧！只看不练，假把式！