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Java map 详解 – 用法、遍历、排序、常用API等

概要:

java.util 中的集合类包含 Java 中某些最常用的类。最常用的集合类是 List 和 Map。

Map 提供了一个更通用的元素存储方法。Map 集合类用于存储元素对(称作“键”和“值”),其中每个键映射到一个值。

本文主要介绍java map的初始化、用法、map的四种常用的遍历方式、map的排序以及常用api。


1Map用法

类型介绍

Java 自带了各种 Map 类。这些 Map 类可归为三种类型:

1. 通用Map,用于在应用程序中管理映射,通常在 java.util 程序包中实现

HashMap、Hashtable、Properties、LinkedHashMap、IdentityHashMap、TreeMap、WeakHashMap、ConcurrentHashMap

2. 专用Map,通常我们不必亲自创建此类Map,而是通过某些其他类对其进行访问

java.util.jar.Attributes、javax.print.attribute.standard.PrinterStateReasons、java.security.Provider、java.awt.RenderingHints、javax.swing.UIDefaults

3. 一个用于帮助我们实现自己的Map类的抽象类

AbstractMap


类型区别

HashMap

最常用的Map,它根据键的HashCode 值存储数据,根据键可以直接获取它的值,具有很快的访问速度。HashMap最多只允许一条记录的键为Null(多条会覆盖);允许多条记录的值为 Null。非同步的。

TreeMap

能够把它保存的记录根据键(key)排序,默认是按升序排序,也可以指定排序的比较器,当用Iterator 遍历TreeMap时,得到的记录是排过序的。TreeMap不允许key的值为null。非同步的。 
Hashtable

与 HashMap类似,不同的是:key和value的值均不允许为null;它支持线程的同步,即任一时刻只有一个线程能写Hashtable,因此也导致了Hashtale在写入时会比较慢。 
LinkedHashMap

保存了记录的插入顺序,在用Iterator遍历LinkedHashMap时,先得到的记录肯定是先插入的.在遍历的时候会比HashMap慢。key和value均允许为空,非同步的。 


Map 初始化

1
map.put("key1""value1");


获取元素


1
map.get("key1")


移除元素


1
map.remove("key1");


清空map


1
map.clear();


2四种常用Map插入与读取性能比较


测试环境

jdk1.7.0_80


测试结果


插入10次平均(ms)
读取10次平均(ms)

1W
10W 100W 1W
10W 100W
HashMap 56 261 3030 2 21 220
LinkedHashMap 25 229 3069 2 20 216
TreeMap 29 295 4117 5 103 1446
Hashtable 24 234 3275 2 22 259


测试代码


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public class Test {
    static int hashMapW = 0;
    static int hashMapR = 0;
    static int linkMapW = 0;
    static int linkMapR = 0;
    static int treeMapW = 0;
    static int treeMapR = 0;
    static int hashTableW = 0;
    static int hashTableR = 0;

 

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Test test = new Test();
            test.test(100 10000);
            System.out.println();
        }

 

        System.out.println("hashMapW = " + hashMapW / 10);
        System.out.println("hashMapR = " + hashMapR / 10);
        System.out.println("linkMapW = " + linkMapW / 10);
        System.out.println("linkMapR = " + linkMapR / 10);
        System.out.println("treeMapW = " + treeMapW / 10);
        System.out.println("treeMapR = " + treeMapR / 10);
        System.out.println("hashTableW = " + hashTableW / 10);
        System.out.println("hashTableR = " + hashTableR / 10);
    }

 

    public void test(int size) {
        int index;
        Random random = new Random();
        String[] key = new String[size];

 

        // HashMap 插入
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            key[i] = UUID.randomUUID().toString();
            map.put(key[i], UUID.randomUUID().toString());
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        hashMapW += (end - start);
        System.out.println("HashMap插入耗时 = " + (end - start) + " ms");

 

        // HashMap 读取
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            index = random.nextInt(size);
            map.get(key[index]);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        hashMapR += (end - start);
        System.out.println("HashMap读取耗时 = " + (end - start) + " ms");

 

        // LinkedHashMap 插入
        map = new LinkedHashMap<String, String>();
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            key[i] = UUID.randomUUID().toString();
            map.put(key[i], UUID.randomUUID().toString());
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        linkMapW += (end - start);
        System.out.println("LinkedHashMap插入耗时 = " + (end - start) + " ms");

 

        // LinkedHashMap 读取
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            index = random.nextInt(size);
            map.get(key[index]);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        linkMapR += (end - start);
        System.out.println("LinkedHashMap读取耗时 = " + (end - start) + " ms");

 

        // TreeMap 插入
        key = new String[size];
        map = new TreeMap<String, String>();
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            key[i] = UUID.randomUUID().toString();
            map.put(key[i], UUID.randomUUID().toString());
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        treeMapW += (end - start);
        System.out.println("TreeMap插入耗时 = " + (end - start) + " ms");

 

        // TreeMap 读取
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            index = random.nextInt(size);
            map.get(key[index]);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        treeMapR += (end - start);
        System.out.println("TreeMap读取耗时 = " + (end - start) + " ms");

 

        // Hashtable 插入
        key = new String[size];
        map = new Hashtable<String, String>();
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            key[i] = UUID.randomUUID().toString();
            map.put(key[i], UUID.randomUUID().toString());
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        hashTableW += (end - start);
        System.out.println("Hashtable插入耗时 = " + (end - start) + " ms");

 

        // Hashtable 读取
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            index = random.nextInt(size);
            map.get(key[index]);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        hashTableR += (end - start);
        System.out.println("Hashtable读取耗时 = " + (end - start) + " ms");
    }
}


3Map 遍历


初始化数据

Java | 复制

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Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("key1""value1");
map.put("key2""value2");

增强for循环遍历

使用keySet()遍历


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for (String key : map.keySet()) {
    System.out.println(key + " :" + map.get(key));
}

使用entrySet()遍历


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for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + " :" + entry.getValue());
}


迭代器遍历

使用keySet()遍历


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Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String key = iterator.next();
    System.out.println(key + " :" + map.get(key));
}

使用entrySet()遍历


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Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Map.Entry<String, String> entry = iterator.next();
    System.out.println(entry.getKey() + " :" + entry.getValue());
}

HashMap四种便利方式性能比较

比较方式

分别对四种遍历方式进行10W次迭代,比较用时。

代码


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package net.xsoftlab.baike;

 

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

 

public class TestMap {

 

    public static void main(String[] args) {
        // 初始化,10W次赋值
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        for (int i = 0; i < 100000; i++)
            map.put(i, i);

 

        /** 增强for循环,keySet迭代 */
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (Integer key : map.keySet()) {
            map.get(key);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("增强for循环,keySet迭代 -> " + (end - start) + " ms");

 

        /** 增强for循环,entrySet迭代 */
        start = System.currentTimeMillis();
        for (Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {
            entry.getKey();
            entry.getValue();
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("增强for循环,entrySet迭代 -> " + (end - start) + " ms");

 

        /** 迭代器,keySet迭代 */
        start = System.currentTimeMillis();
        Iterator<Integer> iterator = map.keySet().iterator();
        Integer key;
        while (iterator.hasNext()) {
            key = iterator.next();
            map.get(key);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("迭代器,keySet迭代 -> " + (end - start) + " ms");

 

        /** 迭代器,entrySet迭代 */
        start = System.currentTimeMillis();
        Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> iterator1 = map.entrySet().iterator();
        Map.Entry<Integer, Integer> entry;
        while (iterator1.hasNext()) {
            entry = iterator1.next();
            entry.getKey();
            entry.getValue();
        }
        end = System.currentTimeMillis();

 

        System.out.println("迭代器,entrySet迭代 -> " + (end - start) + " ms");
    }
}

运行三次,比较结果

第一次


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增强for循环,keySet迭代 -> 37 ms
增强for循环,entrySet迭代 -> 19 ms
迭代器,keySet迭代 -> 14 ms
迭代器,entrySet迭代 -> 9 ms

第二次


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2
3
4
增强for循环,keySet迭代 -> 29 ms
增强for循环,entrySet迭代 -> 22 ms
迭代器,keySet迭代 -> 19 ms
迭代器,entrySet迭代 -> 12 ms

第三次


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2
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增强for循环,keySet迭代 -> 27 ms
增强for循环,entrySet迭代 -> 19 ms
迭代器,keySet迭代 -> 18 ms
迭代器,entrySet迭代 -> 10 ms

平均值


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4
增强for循环,keySet迭代 -> 31 ms
增强for循环,entrySet迭代 -> 20 ms
迭代器,keySet迭代 -> 17 ms
迭代器,entrySet迭代 -> 10.33 ms

总结

  1. 增强for循环使用方便,但性能较差,不适合处理超大量级的数据。

  2. 迭代器的遍历速度要比增强for循环快很多,是增强for循环的2倍左右。

  3. 使用entrySet遍历的速度要比keySet快很多,是keySet的1.5倍左右。

4Map 排序

HashMap、Hashtable、LinkedHashMap排序

注:

TreeMap也可以使用此方法进行排序,但是更推荐下面的方法。


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Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("a""c");
map.put("b""b");
map.put("c""a");

 

// 通过ArrayList构造函数把map.entrySet()转换成list
List<Map.Entry<String, String>> list = new ArrayList<Map.Entry<String, String>>(map.entrySet());
// 通过比较器实现比较排序
Collections.sort(list, new Comparator<Map.Entry<String, String>>() {
    public int compare(Map.Entry<String, String> mapping1, Map.Entry<String, String> mapping2) {
        return mapping1.getKey().compareTo(mapping2.getKey());
    }
});

 

for (Map.Entry<String, String> mapping : list) {
    System.out.println(mapping.getKey() + " :" + mapping.getValue());
}

TreeMap排序

TreeMap默认按key进行升序排序,如果想改变默认的顺序,可以使用比较器:


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