Java 数据类型：集合接口Map：HashTable；HashMap；IdentityHashMap；LinkedHashMap；Properties类读取配置文件；SortedMap接口和TreeMap实现类：【线程安全的ConcurrentHashMap】

Map集合java.util.Map

Map用于保存具有映射关系的数据，因此Map集合里保存着两个值，一个是用于保存Map里的key，另外一组值用于保存Map里的value。key和value都可以是任何类型的数据。
在Map中，Key是不允许重复的。key和value之间存在一对一的关系，也就是说，我们通过key肯定能够找到唯一的，确定的value。

 

特征：key-->value

方法：

  • (1), void clear() : 删除该Map对象中所有的key-value对
  • (2), boolean containsKey(Object key) : 查询Map中是否包含指定的key，如果包含返回true
  • (3), boolean containsValue(Object value): 查询Map中是否包含一个或者多个value，如果包含，返回true，否则返回false.
  • (4), Set entrySet(): 返回Map中包含key-value对所组成的Set集合，每个元素都是Map.Entry对象
  • (5), Object get(Object key): 返回指定的key所对应的value，如果此Map中不包含该key，则返回null
  • (6), boolean isEmpty(): 查询该Map是否为空
  • (7), Set keySet(): 返回该Map中所有key组成的Set集合
  • (8), Object put(Object key, Object value): 添加一个key-value对，如果Map中已经存在了对应的key了，那么会覆盖原来的。
  • (9), void putAll(Map m)：将制定的Map中的key-value复制到本Map中
  • (10), Object remove(Object key) : 删除指定key锁对应的key-value对，返回被删除key所关联的value，如果key不存在，那么返回null。
  • (11), boolean remove(Object key, Object value): 这个是java8新增的方法，删除制定key，value所对应的key-value对。如果从该Map中成功的删除该key-value对，该方法返回true，否则返回false
  • (12), int size(): 返回该Map李对应的key-value对的个数
  • (13), Collection values() : 返回该Map李所有value组成的Collection

Java8新增方法：

  • Object compute(Object key, BitFunction remappingFunction): 该方法使用remappingFunction根据key-value计算一个新的value。只要value不为null，就是用新value覆盖原value，如果原value不为null，但是新value为null，则删除原来的key-value对。如果原value和新value都是null，那么该方法不改变任何的key-value对，直接返回null。
  • Object computeIfAbsent(Object key, Function mappingFunction): 如果传给该方法的key参数在Map中对应的value为null, 则使用mappingFunction根据key计算一个新的结果，如果计算结果不为null，则用计算结果覆盖原有的value。如果原Map不包含该key，那么该方法可能会添加一组key-value对。
  • void forEach(BiConsumer action): 该方法是Java8为Map新增的一个遍历Key-value对的方法，通过该方法可以更加简洁的遍历Map的key-value对。
  • Object getOrDefault(Object key, V defaultValue) : 获取指定的key对应的value。如果key不存在，那么直接返回defaultValue
  • Object merge(Object key, Object value, BiFunction remappingFunction): 该方法会先根据key参数获取该map中对象的value。如果获取的value为null，则直接用传入的value覆盖有缘的value(在这种情况下，可能要新添加一组key-value对）；如果获取的value不为null，则使用remappingFunction函数根据原value，新value计算一个新的结果，并用得到的结果去覆盖原有的value。
  • Object putIfAbsent(Object key, Object value): 该方法会自动检测指定key对应value是否为null,如果该key对应的value为null,该方法将会用新的value替代原来的value。
  • Object replace(Object key, Object oldValue, Object newValue): 将Map中指定的key-value对的原value替换成新的value，如果Map中找到指定的key-value对，执行替换并返回true,否则返回false。
  • void replaceAll(BiFunction function) : 该方法使用BiFunction对原key-value对执行计算，并且将计算结果作为该key-value对的value值。

void forEach(BiConsumer action): 测试

persons.forEach((key,value)-> System.out.println(key + "=" + value));

void replaceAll(BiFunction function) 测试

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.function.BiFunction;

public class MapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map persons = new HashMap();
        //put方法就是添加key-value对
        persons.put("张三",23);
        persons.put("李四",28);
        persons.put("王五",23);
        System.out.println(persons);//{李四=28, 张三=23, 王五=23}
        //对原有元素做自定义处理运算
        persons.replaceAll((key,value) -> (int)value -1);
        System.out.println(persons); //{李四=27, 张三=22, 王五=22}
    }
}

Java8改进的HashMap和HashTable实现类：

HashMap和HashTable都是Map接口的典型实现类，他们之间的关系类似于ArrayList和Vector的关系。不过Hashtable是一个古老的Map实现类，从jdk1.0开始就已经有了。
Java8改进了HashMap的实现类，使用HashMap存在key冲突的时候，依然后很好的性能。
HashTable和HashMap还有两个重要的区别：
  • (1),HashTable是一个线程安全的Map实现，但是HashMap是线程不安全的实现，所以它比HashTable的性能高了一些。
  • (2),HashTable不允许使用null作为key和value，如果试图把null的值放进HashTable中，将会引发NullPointerException异常。但是HashMap可以使用null作为key或者value。

HashMap和HashTable存储位置问题：

HashMap和HashTable一个元素的存储位置，是通过key来计算的。原理和HashSet计算位置的原理一样，如果我要判断两个key是否相等，首先判断hashCode是否一样，然后判断equals方法是否返回true。

HashMap和HashTable的containsValue(Object object )方法判断相等其实就是equals:

注意：这里作为参数传入的对象的equals方法

IdentityHashMap

这个Map实现类的实现机制与HashMap基本相似，但它在处理两个key相等时比较独特:在IdentityHashMap 中，当且仅当两个key严格相等(keyl == key2)时，IdentityHashMap才认为两个key相等:对于普通的HashMap而言，只要keyl,key2 通过equals方法比较返回true，且它们的 hashCode 值相等即可

LinkedHashMap

HashMap有一个子类，叫做LinkedHashMap。它采用了双向链表来维护key-value对的次序，这个次序和我们插入时候的顺序一致。
LinkedHashMap可以避免对HashMap、Hashtable里的key-value对进行排序（只要插入key-value时保持顺序即可)。不过LinkedHashMap要维护着插入时候的顺序。
优缺点：
  • 性能要比HashMap低一些
  • 元素维持着插入时的顺序
  • 但是迭代LinkedHashMap的时候，效率会更快。
public class LinkHahsMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map linkHashMap = new LinkedHashMap();
        linkHashMap.put("张三",2);
        linkHashMap.put("李四",3);
        linkHashMap.put("老刘",4);
        linkHashMap.forEach((k,v) -> System.out.println(k + "=====>" + v));
    }
}

Properties类读取配置文件：

Properties类是HashTable类的一个子类。
用途：
  • 用来读取键值对的配置文件。
常用的方法：
  • String getProperty(String key): 获取Properties中指定属性名对应的属性值。
  • Object setProperty(String key, String value): 设置属性值
  • void load(InputStream inStream) : 从属性文件中加载key-value对。
  • void store(OutputStream out, String comments): 将properties中的key-value对输出到指定的文件中。
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.Properties;

/**
 * @ClassName PropertiesExample
 * @projectName: object1
 * @author: Zhangmingda
 * @description： XXX
 * date: 2021/4/10.
 */
public class PropertiesExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileReader("D:\JavaStudy2\集合\src\configTest.ini"));
        properties.forEach((k,v) -> System.out.println(k + "=" + v));
        /**如上输出
         * password=xxx
         * username=zmd
         */
        properties.setProperty("qjj","hehe"); //新增或者设置老的key对应值
        properties.store(new FileWriter("D:\JavaStudy2\集合\src\configTest2.ini"),"测试"); //保存到文件中
    }
}

SortedMap接口和TreeMap实现类(排序的Map)：

TreeMap就是一个红黑树数据结构，每个key-value对就是一个红核数的节点。TreeMap存储key-value对的时候，需要根据key对节点进行排序。TreeMap可以保证所有的key-value处于有序状态。TreeMap也有自然排序和定制排序两种方式。原理和TreeSet的两种排序一样。
TreeMap也提供了一些常用的方法：
  • Map.Entry firstEntry(): 返回该Map中key最小的key-value对，如果Map为空会返回null
  • Object firstKey(): 返回该Map中最小的key值，如果该Map为空，返回null
  • Map.Entry lastEntry(): 返回该Map中最大的key对应的key-value对，如果该Map为空或不存在key-value时，则都返回null。
  • Object lastKey(): 返回该Map中最大的Key值，如果该Map为空或者不存在这样的key，则都返回null。
  • Map.Entry higherEntity(Object key): 返回该Map中位于key后一位的key-value对（即大于指定key的最小key所对应的key-value对）。如果该Map为空，则返回null.
  • Object higherKey(Object key): 返回该Map中位于key后一位的key-value对的key，如果Map为空返回null
  • Map.Entry lowerEntry(Object key): 返回该Map中位于key前一位的key-value对，如果Map为空返回null.
  • Object lowerKey(Object key): 返回该Map中位于key前一位的key的值。如果该Map为空，或者不存在这样的key，都返回null。
  • 省略若干........。
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;

public class TreeMapTest {
    private static class A implements Comparable {
        int count;
        public A(int count) {
            this.count = count;
        }
        @Override
        public int compareTo(Object o) {
            A a = (A) o;
            return count - a.count;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "A{count=" + count + '}';
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap treeMap = new TreeMap();
        treeMap.put(new A(9), "李一桐");
        treeMap.put(new A(7), "刘亦菲");
        treeMap.put(new A(-1), "鞠婧祎");
        treeMap.put(new A(4), "蔡依林");
        System.out.println(treeMap);
        Map.Entry firstEntry = treeMap.firstEntry();
        System.out.println(firstEntry);
        System.out.println(firstEntry.getKey() + "------->" + firstEntry.getValue());
        System.out.println("lastKey is " + treeMap.lastKey());
        System.out.println(treeMap.higherEntry(new A(4)));
    }
}

EnumMap

EnumMap是一个与枚举类一起使用的Map实现，EnumMap中的所有key都必须是单个枚举类的枚举值，创建EnumMap时必须显式或隐式指定它对应的枚举类。
import java.util.EnumMap;

public class EnumMapTest {
    private enum SEASON {
        SPRING, SUMMER, FALL, WINTER
    }
    public static void main(String[] args) {
        EnumMap enumMap = new EnumMap(SEASON.class);
        enumMap.put(SEASON.SPRING, "春乱花开");
        enumMap.put(SEASON.SUMMER, "夏日炎炎");
        enumMap.put(SEASON.FALL, "秋高气爽");
        enumMap.put(SEASON.WINTER, "白雪皑皑");
        System.out.println(enumMap);
    }
}
 

各种Map性能分析：

对于 Map 常用实现类而言，虽然 HashMap Hashtable 的实现机制基本一样，但由于 Hashtable 是一个古老的、线程安全的集合，因此 HashMap 通常比 Hashtable 要快。TreeMap 通常比 HasMap Hashtable 要慢( 尤其在插入、删除 key-value 对时更慢)，因为 TreeMap底层采用红黑树来管理 key-value 对(红黑树的每个节点就是 key-value 对)。使用 TreeMap有一个好处: TreeMap 中的 key-value 对总 处于有序状态。
对于一般的应用场景 程序应该多考虑使用 HashMap，因为 HashMap 正是为快速查询设计的。HashMap 底层其实也是采用数组来存储 key-value 但如果程序需要一个总是排好序的 Map 时，则可以考虑使用 TreeMap。
LinkedHashMap 比 HashMap 慢一点，因为它需要维护链表来保持 Map key-value 时的添加顺序。IdentityHashMap 能没有特别出色之处，因为它采用与 HashMap 基本相似的实现 只是它使用==而不equals方法来判断元素相等。EnumMap的性能最好，但它只能使用同一个枚举类的枚举值作为key。
 

总结：

一般就用HashMap,要对key排序用TreeMap,要对我们的key保持插入的顺序用LinkedHashMap。
 

线程安全的HashMap

1、ConcurrentHashMap - 推荐

private Map<String, Object> map = new ConcurrentHashMap<>();

这是最推荐使用的线程安全的Map，也是实现方式最复杂的一个集合，每个版本的实现方式也不一样，在jdk8之前是使用分段加锁的一个方式，分成16个桶，每次只加锁其中一个桶，而在jdk8又加入了红黑树和CAS算法来实现。性能好

2、HashTable

private Map<String, Object> map = new Hashtable<>();

HashTable的get/put方法都被synchronized关键字修饰，说明它们是方法级别阻塞的，它们占用共享资源锁，所以导致同时只能一个线程操作get或者put，而且get/put操作不能同时执行，所以这种同步的集合效率非常低，一般不建议使用这个集合。

 3、SynchronizedMap

private Map<String, Object> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Object>());

这种是直接使用工具类里面的方法创建SynchronizedMap，把传入进行的HashMap对象进行了包装同步而已。这个同步方式实现也比较简单，看出SynchronizedMap的实现方式是加了个对象锁，每次对HashMap的操作都要先获取这个mutex的对象锁才能进入，所以性能也不会比HashTable好到哪里去，也不建议使用。

看源码

 

============历史笔记==================

Map集合java.util.Map
以键值对的方式

HashMap hashMap = new HashMap(); //非线程安全
Hashtable hashtable = new Hashtable(); //线程安全
HashMap：底层是Hash表(散列表)
HashTable：线程安全的Hash表。
--Properties 继承了hashTable，键、值都是String字符串用来设置/读取系统属性
TreeMap: 实现了SortedMap接口可以根据键自然排序，要求键必须是可比较的
键是根据红黑树原理排序的，红黑树：一种自平衡二叉树

Map的操作：
clear() 清除元素
containsKey() 判断是否包含键
containsValue() 判断是否包含值
entrySet() 返回所有Entry的集合，
get(Object Key) 返回当前Map中键key对应的Value值
isEmpty() 判断是否为空
KeySet() 返回所有键的集合
put(K key,V value) 向Map中添加元素
putAll(Map<?extends K, ?extend V> m)
remove(Object key) 从map中删除键与key匹配的键值对
remove(Object key, Object value) 从map中删除键与key匹配的键值对
replace(K key , V value) 把map中键与key匹配的值替换为value
size() 返回键值对的数量
values() 返回所有值的集合
15-1 HashMap

15-1-1 示例代码：
//1、定义一个map集合，使用HashMap类实现
Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
//2、添加数据
map.put("zhangsan",1300);
map.put("lisi",2370);
map.put("wangwu",2300);
map.put("zhaoliu",17800);

//3、直接打印调用HashMap的toString方法
System.out.println(map);//{lisi=2370, zhaoliu=17800, zhangsan=1300, wangwu=2300}

//4、Map的键不允许重复
map.put("zhaoliu",1234);//如果已存在，用put重复添加将会更新原来的数据=replace的效果
System.out.println(map); //{lisi=2370, zhaoliu=1234, zhangsan=1300, wangwu=2300}
//5、更改
map.replace("zhaoliu",1234);
System.out.println(map);
//6、判断
System.out.println(map.containsKey("zhangsan"));
System.out.println(map.containsValue(2300));
//7、获取Value
System.out.println(map.get("zhangsan"));
System.out.println(map.get("zhangsi")); //不存在返回null
//8、删除
map.remove("zhangsan",9999); //键值都匹配上才删除
System.out.println(map);
map.remove("zhangsan");//键在就删除
System.out.println(map);
//9、遍历
//返回所有键的集合
Set<String> set = map.keySet();
System.out.println(set);
//返回所有值的集合，
for (Integer value : map.values()) {
System.out.println(value);
}
//10、遍历
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
}
典型应用示例：
//统计一个字符串中每个字符出现的次数
Map<Character,Integer> map = new HashMap<>();
String text = "1234567uyutrewqwertyuytrerfdsadfghjkokmkool,,kxcmnbzsertfgvxfwerdfxdweetrgfdsewethfgcxvcz";
for (int i = 0; i < text.length(); i++) {
char c = text.charAt(i);
if (map.containsKey(c)){ //如果已存在键,把值取出来+1
map.replace(c,map.get(c) + 1); //把值取出来+1,更新键值对
}else {
map.put(c,1); //如果原来没有，put进去，值为1
}
}
System.out.println(map);
15-1-2 HashMap的工作原理
put工作原理：
1)HashMap底层是哈希表，哈希表就是一个数组，数组元素是链表。
2)put添加键值对时：
先根据键的哈希码，经过hash函数计算hash值，根据hash值计算数组下标，访问table[i]元素，
如果该元素为null，就创建节点保存到元素中。
如果该元素不为null，遍历table[i]存储的链表中所有节点
如果有节点的key与当前键相等(Equals),就是用新的value值替换节点中的值
如果所有节点的key都不匹配，就创建一个新的节点插入到链表的尾部
--------传说中的哈希函数：
static final int hash(Object key)
int h；
rerurn (key == null ) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
//如果key为null 返回0;
//如果不为null,用key的hash码 和 哈希码右移16位 取异或的值。
//(int 占用4个字节，共计32位的长度)
get工作原理： }
先根据键的哈希码，经过hash函数计算hash值，根据hash值计算数组下标，访问table[i]元素，
如果该元素为null返回null
如果不为null，遍历table[i]的链表，如果链表中有节点的键和与当前键Equals相等，就把该节点的value值返回，如果所有节点的key与当前get的键不匹配，返回null

知识点：
如何解决hash碰撞的？
答：-----就是用链表法
JDB中对HashMap做了哪些改进：
答：1、新增节点插入链表尾部
2、链表长度大于8个，会转换为红黑树(自平衡二叉树)
应用案例：取出url中所有请求参数params
Map<String,String[]> map = new HashMap<>();

String urlText = "http://www.baihe.com/register?name=lisi&age=22&gender=女&interest=sing&interest=dance&interest=rap&interest=ball";
//取出url中所有搜索值
int index = urlText.indexOf("?");
//从?后面开始取子串
String paramText = urlText.substring(index + 1);
System.out.println(paramText);//name=lisi&age=22&gender=女&interest=sing&interest=dance&interest=rap&interest=ball
//取出的所有参数缠粉为数组
String[] paramTextArray= paramText.split("[=&]");//正则表达式放到双引号里面
System.out.println(Arrays.toString(paramTextArray));


//对数组遍历取值//每次从paramTextArray数组中取出参数名和参数值两个数据，所以步长为2
for (int i = 0; i < paramTextArray.length; i+=2 ) {

//如果key不存在，就创建一个数组放进map中，key为下标为i的paramTextArray数组值
if (! map.containsKey(paramTextArray[i])){
//添加/创建一个数据放到map集合中,值为一个新数组，创建是传入数据初始化即可
map.put(paramTextArray[i],new String[]{paramTextArray[i+1]});
}else {
//如果已存在则取出原来的数组更新
String[] paramArray = map.get(paramTextArray[i]);
//更新前首先要扩容数组长度
paramArray = Arrays.copyOf(paramArray,paramArray.length +1);
//新增数组元素
paramArray[paramArray.length -1 ] = paramTextArray[i + 1];
//更新元素到
map.replace(paramTextArray[i],paramArray);
}
}

//打印取值的map结果
for (Map.Entry<String, String[]> entry : map.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + "="+ Arrays.toString(entry.getValue()));
}
//输出
// gender=[女]
//interest=[sing, dance, rap, ball]
//name=[lisi]
//age=[22]
15-2 HashTable
1)底层都是hash表，HashTable是线程安全的，HahsMap不是线程安全的。
2)初始化容量HashTable为11，HashMap为16
3)加载因子:0.75 当键值对数量> 容量*加载因子 个数进行扩容。
4)扩容：HashTable按2倍+1扩容，HashMap按2倍大小扩容
5) 在使用时HashTable的键与值都不能为null，而HashMap的键和值都可以为null
6)在创建是可以指定初始化容量，HashMap会吧初始化容量自动跳转为2的幂次方，为了快速计算数组下标;而HashTable指定多少就是多少

15-2-1 Properties
继承了HashTable
键值都是String字符串
经常用户设置读取系统属性
方法
setProperty(属性名、属性值)
getProperty(属性名、属性值)
//默认键值都是String，无需指定
示例代码：
Properties properties = new Properties();
properties.setProperty("tdq","123123");

System.out.println(properties.getProperty("tdq"));
System.out.println(properties.getProperty("td"));

//读取系统属性
properties = System.getProperties();
//遍历取值
/* for (Object o : properties.keySet()) {
System.out.println(o);//取key
}*/
//遍历取值entrySet
for (Map.Entry<Object, Object> objectObjectEntry : properties.entrySet()) {
System.out.println(objectObjectEntry.getKey() + "=" + objectObjectEntry.getValue());
}
读取配置文件示例代码：

//propertiesTest02.java
【方法一:代码文件.class.getResourceAsStream()/Thread.currentThread()】

//1、键值默认都是String，创建Properties对象
Properties properties = new Properties();

//2、加载配置文件
InputStream in = propertiesTest02.class.getResourceAsStream("/resources/config.properties");
InputStream in2 = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream("resources/config.properties");
properties.load(in2);//load异常Alt + Enter 选择第一个处理

//3、读取配置文件
System.out.println(properties.getProperty("zmd"));
System.out.println(properties.getProperty("pwd"));

【方法二：通过ResourceBundle.getBundle（"相对路径"）】
用法ResourceBundle.getBundle（""）不需要扩展名和/ ;这个是 静态方法
ResourceBundle resourceBundle = ResourceBundle.getBundle("resources/config");
System.out.println(resourceBundle.getString("zmd"));
System.out.println(resourceBundle.getString("pwd"));
-----------------------------------------------------------
配置文件
目录：properites
文件：propertiesTest02.java
目录：resources
文件：config.properties 【创建方法IDEA new resource bundle】
内容如下：
name=zmd
pwd:123
15-3 TreeMap
TreeMap 实现了SortedMap 接口，可以根据键自然排序，要求键必须是可比较的
1)在构造方法中指定Comparator比较器
2)让键实现Comparable接口
3)TreeMap只能根据键排序，不能根据值排序
4)使用String作为键，String本身已经实现了Comparable接口
示例代码：
//创建TreeMap存储<员工姓名，工资> 要求根据姓名降序排序
TreeMap<String,Integer> treeMap = new TreeMap<>(new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
return o2.compareTo(o1);
}
});
treeMap.put("lisi",2000);
treeMap.put("wangwu",1234);
treeMap.put("zhaoliu",8863);
treeMap.put("chenqi",7800);
System.out.println(treeMap); //{zhaoliu=8863, wangwu=1234, lisi=2000, chenqi=7800}
//注意：TreeMap只能根据键排序，不能根据值排序

//如果没有在构造方法中指定Comparator,键实现Comparable接口即可。基本数据类型已经实现Comparable接口
TreeMap<String,Integer> treeMap1 = new TreeMap<>();
treeMap1.putAll(treeMap);
System.out.println(treeMap1);//默认根据键升序排列


TreeMap中的键是根据共黑树原理排序，是一种自平衡二叉树
二叉树了解：
遍历二叉树的方式有：先序遍历
后序遍历
中序遍历(左子树、根、右子树)

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