Java集合框架(Set与Map,HashSet与HashMap,TreeSet与TreeMap)

2024-09-04 21:32

本文主要是介绍Java集合框架(Set与Map,HashSet与HashMap,TreeSet与TreeMap),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

集合类&容器
这是一个介绍集合类,数组以及容器关系的截图,便于我们对集合的理解。

这里写图片描述

一.Set和Map

Set代表一种集合元素无序、不可重复的集合,Map则代表一种由多个key-value(键-值)对组成的集合。
从表面上看,它们之间的相似性很少,但实际上Map和Set之间有莫大的联系。可以说,Map集合是Set集合的扩展
如果只考察Map集合的Key,不难发现,这些Map集合的key具有一个特征:所有的key不能重复,key之间没有顺序。也就是说,如果将Map中的所有key集中起来,那么这些key就组成了一个Set集合。
由此可见,Map集合的所有key将具有Set集合的特征。只要把Map的所有key集中起来看,那它就是一个set,这实现了从Map到Set的转换。其实,还可以实现从Set到Map的扩展——对于Map而言,相当于每个元素都是key-value对的Set集合。
提示:换一种思维来理解Map集合,如果把Map集合中的value当成key的“附属物”(实际上也是,对于一个Map集合而言,只要给出指定的key,Map总可以根据指定的key快速地查找到value)那么Map集合在保存key-value对时只要考虑key即可。例如——————语文-98分;数学-99分;英语-96分都是键值对。

二.HashMap和HashSet

HashSet和HashMap之间有很多相似之处。对于HashSet而言,系统采用Hash算法决定集合元素的存储位置,这样可以保证快速存、取集合元素;对于HashMap而言,系统将value当成key的“附属物”,系统根据Hash算法来决定key的存储位置,这样可以保证快速存、取集合key,而value总是紧随key存储。

刚才上面提到的Hash算法,在这里作一下简要介绍:

哈希(Hash)算法就是单向散列算法,它把某个较大的集合P映射到另一个较小的集合Q中,假如这个算法叫H,那么就有Q => H(P)。对于P中任何一个值p都有唯一确定的q与之对应,但是一个q可以对应多个p。作为一个有用的Hash算法,H还应该满足:H(p)速度比较快;给出一个q,很难算出一个p满足q> = H(p);给出一个p1,很难算出一个不等于p1的p2使得 H(p1)=H(p2)。

对于HashMap及其子类而言,它们采用Hash算法来决定集合中元素的存储位置。当系统开始初始化HashMap时,系统会创建一个长度为capacity的Entry数组。这个数组里可以存储元素的位置被称为“桶(bucket)”,每个bucket都有其指定索引,系统可以根据其索引快速访问bucket里存储的元素。
无论如何,HashMap的每个“桶”之存储一个元素(即一个Entry)。由于Entry对象可以包含一个引用变量用于指向下一个Entry,因此可能出现:HashMap的bucket中只有一个Entry,但这个Entry指向另一个Entry——这就形成了一个Entry链,如上图。
如果HashMap的每个bucket里只有一个Entry,那么HashMap可以根据索引快速地取出该bucket里的Entry。在发生“Hash冲突”的情况下,单个bucket里存储的不是一个Entry,而是一个Entry链,系统只能按照顺序遍历每个Entry,直到找到想搜索的Entry为止。
对于HashSet而言,它是基于HashMap实现的。HashSet底层采用HashMap来保存所有元素,因此HashSet的实现比较简单,它只是封装了一个HashMap对象来存储所有的集合元素。所有放入HashSet中的集合元素实际上是有HashMap的key来保存的,而HashMap的value则存储了一个PRESENT,它是一个静态的object对象。

三.TreeSet和TreeMap

两者之间的关系
类似于前面介绍的HashMap和HashSet之间的关系,HashSet底层依赖于HashMap实现,并且TreeSet里绝大部分方法都是直接调用TreeMap的方法来实现的,这点读者可自行参阅TreeSet源代码。
TreeMap的特点
对于TreeMap而言,它采用一种被称为“红黑树”的排序二叉树来保存Map中的每个Entry——每个Entry都被当成红黑树的一个节点来对待。

四.TreeMap、TreeSet与HashSet、HashMap的性能对比

对于TreeMap而言 ,由于它底层采用一棵红黑树来保存集合中的Entry,这意味着TreeMap添加元素、取出元素的性能都比HashMap低。当TreeMap添加元素时,需要通过循环找到新增Entry的插入位置,因此比较耗性能。但TreeMap、TreeSet相比HashMap、HashSet的优势在于:TreeMap中的所有Entry总是按key根据指定的排序规则保持有序状态,TreeSet中的所有元素总是根据指定的排序规则保持有序状态。

这篇关于Java集合框架(Set与Map,HashSet与HashMap,TreeSet与TreeMap)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1137081

相关文章

Java 正则表达式URL 匹配与源码全解析

《Java正则表达式URL匹配与源码全解析》在Web应用开发中,我们经常需要对URL进行格式验证,今天我们结合Java的Pattern和Matcher类,深入理解正则表达式在实际应用中... 目录1.正则表达式分解:2. 添加域名匹配 (2)3. 添加路径和查询参数匹配 (3) 4. 最终优化版本5.设计思

Java使用ANTLR4对Lua脚本语法校验详解

《Java使用ANTLR4对Lua脚本语法校验详解》ANTLR是一个强大的解析器生成器,用于读取、处理、执行或翻译结构化文本或二进制文件,下面就跟随小编一起看看Java如何使用ANTLR4对Lua脚本... 目录什么是ANTLR?第一个例子ANTLR4 的工作流程Lua脚本语法校验准备一个Lua Gramm

Java字符串操作技巧之语法、示例与应用场景分析

《Java字符串操作技巧之语法、示例与应用场景分析》在Java算法题和日常开发中,字符串处理是必备的核心技能,本文全面梳理Java中字符串的常用操作语法,结合代码示例、应用场景和避坑指南,可快速掌握字... 目录引言1. 基础操作1.1 创建字符串1.2 获取长度1.3 访问字符2. 字符串处理2.1 子字

Java Optional的使用技巧与最佳实践

《JavaOptional的使用技巧与最佳实践》在Java中,Optional是用于优雅处理null的容器类,其核心目标是显式提醒开发者处理空值场景,避免NullPointerExce... 目录一、Optional 的核心用途二、使用技巧与最佳实践三、常见误区与反模式四、替代方案与扩展五、总结在 Java

基于Java实现回调监听工具类

《基于Java实现回调监听工具类》这篇文章主要为大家详细介绍了如何基于Java实现一个回调监听工具类,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录监听接口类 Listenable实际用法打印结果首先,会用到 函数式接口 Consumer, 通过这个可以解耦回调方法,下面先写一个

使用Java将DOCX文档解析为Markdown文档的代码实现

《使用Java将DOCX文档解析为Markdown文档的代码实现》在现代文档处理中,Markdown(MD)因其简洁的语法和良好的可读性,逐渐成为开发者、技术写作者和内容创作者的首选格式,然而,许多文... 目录引言1. 工具和库介绍2. 安装依赖库3. 使用Apache POI解析DOCX文档4. 将解析

Java字符串处理全解析(String、StringBuilder与StringBuffer)

《Java字符串处理全解析(String、StringBuilder与StringBuffer)》:本文主要介绍Java字符串处理全解析(String、StringBuilder与StringBu... 目录Java字符串处理全解析:String、StringBuilder与StringBuffer一、St

springboot整合阿里云百炼DeepSeek实现sse流式打印的操作方法

《springboot整合阿里云百炼DeepSeek实现sse流式打印的操作方法》:本文主要介绍springboot整合阿里云百炼DeepSeek实现sse流式打印,本文给大家介绍的非常详细,对大... 目录1.开通阿里云百炼,获取到key2.新建SpringBoot项目3.工具类4.启动类5.测试类6.测

Spring Boot循环依赖原理、解决方案与最佳实践(全解析)

《SpringBoot循环依赖原理、解决方案与最佳实践(全解析)》循环依赖指两个或多个Bean相互直接或间接引用,形成闭环依赖关系,:本文主要介绍SpringBoot循环依赖原理、解决方案与最... 目录一、循环依赖的本质与危害1.1 什么是循环依赖?1.2 核心危害二、Spring的三级缓存机制2.1 三

在Spring Boot中浅尝内存泄漏的实战记录

《在SpringBoot中浅尝内存泄漏的实战记录》本文给大家分享在SpringBoot中浅尝内存泄漏的实战记录,结合实例代码给大家介绍的非常详细,感兴趣的朋友一起看看吧... 目录使用静态集合持有对象引用,阻止GC回收关键点:可执行代码:验证:1,运行程序(启动时添加JVM参数限制堆大小):2,访问 htt