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Map接口中的“键-值映射”存储是怎样形式 ？

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Map接口不是Collection接口的继承。Map接口用于维护键/值对(key/value pairs)。该接口描述了从不重复的键到值的映射。



(1) 添加、删除操作：

Object put(Object key, Object value): 将互相关联的一个关键字与一个值放入该映像。如果该关键字已经存在，那么与此关键字相关的新值将取代旧值。方法返回关键字的旧值，如果关键字原先并不存在，则返回null

Object remove(Object key): 从映像中删除与key相关的映射

void putAll(Map t): 将来自特定映像的所有元素添加给该映像

void clear(): 从映像中删除所有映射

“键和值都可以为null。但是，您不能把Map作为一个键或值添加给自身。”

(2) 查询操作：

Object get(Object key): 获得与关键字key相关的值，并且返回与关键字key相关的对象，如果没有在该映像中找到该关键字，则返回null

boolean containsKey(Object key): 判断映像中是否存在关键字key

boolean containsValue(Object value): 判断映像中是否存在值value

int size(): 返回当前映像中映射的数量

boolean isEmpty() ：判断映像中是否有任何映射

(3) 视图操作 ：处理映像中键/值对组

Set keySet(): 返回映像中所有关键字的视图集

“因为映射中键的集合必须是唯一的，您用Set支持。你还可以从视图中删除元素，同时，关键字和它相关的值将从源映像中被删除，但是你不能添加任何元素。”

Collection values():返回映像中所有值的视图集

“因为映射中值的集合不是唯一的，您用Collection支持。你还可以从视图中删除元素，同时，值和它的关键字将从源映像中被删除，但是你不能添加任何元素。”

Set entrySet(): 返回Map.Entry对象的视图集，即映像中的关键字/值对

“因为映射是唯一的，您用Set支持。你还可以从视图中删除元素，同时，这些元素将从源映像中被删除，但是你不能添加任何元素。”

4.1. Map.Entry接口

Map的entrySet()方法返回一个实现Map.Entry接口的对象集合。集合中每个对象都是底层Map中一个特定的键/值对。



通过这个集合的迭代器，您可以获得每一个条目(唯一获取方式)的键或值并对值进行更改。当条目通过迭代器返回后，除非是迭代器自身的remove()方法或者迭代器返回的条目的setValue()方法，其余对源Map外部的修改都会导致此条目集变得无效，同时产生条目行为未定义。

(1) Object getKey(): 返回条目的关键字

(2) Object getValue(): 返回条目的值

(3) Object setValue(Object value): 将相关映像中的值改为value，并且返回旧值

4.2. SortedMap接口

“集合框架”提供了个特殊的Map接口：SortedMap，它用来保持键的有序顺序。



SortedMap接口为映像的视图(子集)，包括两个端点提供了访问方法。除了排序是作用于映射的键以外，处理SortedMap和处理SortedSet一样。

添加到SortedMap实现类的元素必须实现Comparable接口，否则您必须给它的构造函数提供一个Comparator接口的实现。TreeMap类是它的唯一一份实现。

“因为对于映射来说，每个键只能对应一个值，如果在添加一个键/值对时比较两个键产生了0返回值（通过Comparable的compareTo()方法或通过Comparator的compare()方法），那么，原始键对应值被新的值替代。如果两个元素相等，那还好。但如果不相等，那么您就应该修改比较方法，让比较方法和 equals() 的效果一致。”

(1) Comparator comparator(): 返回对关键字进行排序时使用的比较器，如果使用Comparable接口的compareTo()方法对关键字进行比较，则返回null

(2) Object firstKey(): 返回映像中第一个(最低)关键字

(3) Object lastKey(): 返回映像中最后一个(最高)关键字

(4) SortedMap subMap(Object fromKey, Object toKey): 返回从fromKey(包括)至toKey(不包括)范围内元素的SortedMap视图(子集)

(5) SortedMap headMap(Object toKey): 返回SortedMap的一个视图，其内各元素的key皆小于toKey

(6) SortedSet tailMap(Object fromKey): 返回SortedMap的一个视图，其内各元素的key皆大于或等于fromKey

4.3. AbstractMap抽象类

和其它抽象集合实现相似，AbstractMap 类覆盖了equals()和hashCode()方法以确保两个相等映射返回相同的哈希码。如果两个映射大小相等、包含同样的键且每个键在这两个映射中对应的值都相同，则这两个映射相等。映射的哈希码是映射元素哈希码的总和，其中每个元素是Map.Entry接口的一个实现。因此，不论映射内部顺序如何，两个相等映射会报告相同的哈希码。

4.4. HashMap类和TreeMap类

“集合框架”提供两种常规的Map实现：HashMap和TreeMap (TreeMap实现SortedMap接口)。在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()的实现。

这个TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。

4.4.1. HashMap类

为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。

(1) HashMap(): 构建一个空的哈希映像

(2) HashMap(Map m): 构建一个哈希映像，并且添加映像m的所有映射

(3) HashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的哈希映像

(4) HashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的哈希映像

4.4.2. TreeMap类

TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。

(1) TreeMap():构建一个空的映像树

(2) TreeMap(Map m): 构建一个映像树，并且添加映像m中所有元素

(3) TreeMap(Comparator c): 构建一个映像树，并且使用特定的比较器对关键字进行排序

(4) TreeMap(SortedMap s): 构建一个映像树，添加映像树s中所有映射，并且使用与有序映像s相同的比较器排序

4.5. LinkedHashMap类

LinkedHashMap扩展HashMap，以插入顺序将关键字/值对添加进链接哈希映像中。象LinkedHashSet一样，LinkedHashMap内部也采用双重链接式列表。

(1) LinkedHashMap(): 构建一个空链接哈希映像

(2) LinkedHashMap(Map m): 构建一个链接哈希映像,并且添加映像m中所有映射

(3) LinkedHashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的链接哈希映像

(4) LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的链接哈希映像

(5) LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor,

boolean accessOrder): 构建一个拥有特定容量、加载因子和访问顺序排序的空的链接哈希映像

“如果将accessOrder设置为true,那么链接哈希映像将使用访问顺序而不是插入顺序来迭

代各个映像。每次调用get或者put方法时，相关的映射便从它的当前位置上删除，然后放到链接式映像列表的结尾处（只有链接式映像列表中的位置才会受到影响，哈希表元则不受影响。哈希表映射总是待在对应于关键字的哈希码的哈希表元中）。”

“该特性对于实现高速缓存的“删除最近最少使用”的原则很有用。例如，你可以希望将最常访问的映射保存在内存中，并且从数据库中读取不经常访问的对象。当你在表中找不到某个映射，并且该表中的映射已经放得非常满时，你可以让迭代器进入该表，将它枚举的开头几个映射删除掉。这些是最近最少使用的映射。”

(6) protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest): 如果你想删除最老的映射，则覆盖该方法，以便返回true。当某个映射已经添加给映像之后，便调用该方法。它的默认实现方法返回false，表示默认条件下老的映射没有被删除。但是你可以重新定义本方法，以便有选择地在最老的映射符合某个条件，或者映像超过了某个大小时，返回true。

4.6. WeakHashMap类

WeakHashMap是Map的一个特殊实现，它使用WeakReference(弱引用)来存放哈希表关键字。使用这种方式时，当映射的键在 WeakHashMap 的外部不再被引用时，垃圾收集器会将它回收，但它将把到达该对象的弱引用纳入一个队列。WeakHashMap的运行将定期检查该队列，以便找出新到达的弱应用。当一个弱引用到达该队列时，就表示关键字不再被任何人使用，并且它已经被收集起来。然后WeakHashMap便删除相关的映射。

(1) WeakHashMap(): 构建一个空弱哈希映像

(2) WeakHashMap(Map t): 构建一个弱哈希映像,并且添加映像t中所有映射

(3) WeakHashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的弱哈希映像

(4) WeakHashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的弱哈希映像

4.6. IdentityHashMap类

IdentityHashMap也是Map的一个特殊实现。在这个类中，关键字的哈希码不应该由hashCode()方法来计算，而应该由System.identityHashCode方法进行计算(即使已经重新定义了hashCode方法)。这是Object.hashCode根据对象的内存地址来计算哈希码时使用的方法。另外，为了对各个对象进行比较，IdentityHashMap将使用==，而不使用equals方法。

换句话说，不同的关键字对象，即使它们的内容相同，也被视为不同的对象。IdentityHashMap类可以用于实现对象拓扑结构转换(topology-preserving object graph transformations)(比如实现对象的串行化或深度拷贝)，在进行转换时，需要一个“节点表”跟踪那些已经处理过的对象的引用。即使碰巧有对象相等，“节点表”也不应视其相等。另一个应用是维护代理对象。比如，调试工具希望在程序调试期间维护每个对象的一个代理对象。

“IdentityHashMap类不是一般意义的Map实现！它的实现有意的违背了Map接口要求通过equals方法比较对象的约定。这个类仅使用在很少发生的需要强调等同性语义的情况。”

(1) IdentityHashMap (): 构建一个空的全同哈希映像，默认预期最大尺寸为21

“预期最大尺寸是映像期望把持的键/值映射的最大数目”

(2) IdentityHashMap (Map m): 构建一个全同哈希映像,并且添加映像m中所有映射

(3) IdentityHashMap (int expectedMaxSize): 构建一个拥有预期最大尺寸的空的全同哈希映像。放置超过预期最大尺寸的键/值映射时，将引起内部数据结构的增长，有时可能很费时。

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