2024-11-28-Java-Map详解
目录
Java Map详解
详解
Java 中的 Map 接口有多个实现类，每个实现类都提供了不同的特性来满足不同的使用场景。下面是一些常见的 Map 实现类及其特性和代码示例的详解和对比。
1. HashMap
特性
- 基于哈希表的 Map 接口实现。
- 它允许使用 null 键和 null 值。
- 不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。
- 性能通常优于 TreeMap。
代码示例
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class HashMapExample {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("One", 1);
map.put("Two", 2);
map.put("Three", 3);
System.out.println(map.get("Two")); // 输出：2
}
}2. LinkedHashMap
特性
- 是 HashMap 的一个子类，它维护了一个双向链表来记录插入顺序或访问顺序。
- 当迭代时，LinkedHashMap 会按照条目插入的顺序（或最近访问的顺序，如果构造时指定了 accessOrder 为true）来返回条目。
代码示例
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class LinkedHashMapExample {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("One", 1);
map.put("Two", 2);
map.put("Three", 3);
// 迭代将按照插入顺序打印键值对
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
System.out.println("Key: " + entry.getKey() + ", Value: " + entry.getValue());
}
}
}3. TreeMap
特性
- 基于红黑树（一种自平衡的二叉搜索树）的 NavigableMap 实现。
- 按键的自然顺序进行排序，或者根据创建 TreeMap 时提供的 Comparator 进行排序。
- 所有的键必须是可比较的（实现了 Comparable 接口）或者提供一个 Comparator。
- 提供了基于键的排序遍历。
代码示例：
import java.util.TreeMap;
import java.util.Map;
public class TreeMapExample {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
map.put("Three", 3);
map.put("One", 1);
map.put("Two", 2);
// 迭代将按照键的自然顺序打印键值对
for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
System.out.println("Key: " + entry.getKey() + ", Value: " + entry.getValue());
}
}
}4. Hashtable
特性：
- 是同步的 Map，因此是线程安全的。
- 不允许使用 null 键或 null 值。
- 比 HashMap 慢，因为同步的开销。
代码示例
import java.util.Hashtable;
import java.util.Map;
public class HashtableExample {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new Hashtable<>();
map.put("One", 1);
map.put("Two", 2);
// 注意：Hashtable是同步的，因此它适用于多线程环境
System.out.println(map.get("One")); // 输出：1
}
}5. ConcurrentHashMap
特性
- 是线程安全的 HashMap 实现，专为并发访问设计。
- 提供了比 Hashtable 和 synchronizedMap 更高的吞吐量。
- 支持全并发读取，并且支持高吞吐量的并发写入。
代码示例
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.Map;
public class ConcurrentHashMapExample {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("One", 1);
map.put("Two", 2);
// ConcurrentHashMap适用于高并发场景
System.out.println(map.get("One")); // 输出：1
}对比
- 性能
：在单线程环境下，
HashMap通常性能最好。在多线程环境下，ConcurrentHashMap性能最佳，因为它设计用于并发访问，而Hashtable由于同步机制的性能开销较大。 - 排序
：
TreeMap按照键的顺序存储键值对，这对于需要按键排序的场合非常有用。其他实现类不保证特定的顺序。 - 线程安全
：
Hashtable和ConcurrentHashMap是线程安全的，而HashMap和LinkedHashMap不是。在多线程环境中，如果要使用HashMap或LinkedHashMap，则需要额外的同步措施。 - 允许
null键值 ：HashMap和Hashtable允许使用null键和null值。而TreeMap不允许使用null键。 - 容量和扩展性 ：所有这些实现类都可以动态扩展以容纳更多的键值对。但是，它们的内部实现和扩展机制可能有所不同，这可能会影响性能。
选择建议
- 如果你不需要排序或线程安全，且关心性能，那么
HashMap是首选。 - 如果你需要按键排序，那么
TreeMap是正确的选择。 - 如果你在多线程环境中使用
Map，并且需要高性能的并发读写，那么应该使用ConcurrentHashMap。 - 如果你需要线程安全且对性能要求不高，或者你的代码是遗留的并且已经在使用
Hashtable，那么可以继续使用Hashtable，但请注意它的性能可能不如ConcurrentHashMap。
每种
Map
实现都有其特定的用途和优势，选择哪种实现取决于你的具体需求和上下文。
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