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【Map vs Set】:Java数据存储的“双子星”对决_java map 寻魂

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目录

🍰一、搜索

🍮1.概念

🍮2.模型

🍰二、Map

🍨1.什么是Map?

🍨2.Map的实例化

🍨3.Map的常见方法

🍨4.Map方法的使用

🍰三、Set

🍯1.什么是Set?

🍯2.Set的常见方法

🍯3.Set方法的使用

🍰四、Map和Set的区别


🍰一、搜索

🍮1.概念

搜索:是指在数据集合过程中查找特定元素或满足特定条件元素的过程。如:在一组数组中查找特定的数字。常见的搜索有直接遍历和二分查找.....

直接遍历和二分查找比较适合静态类型的查找,即一般不会对区间进行插入和删除操作。

所以当需要动态查找时,即查找时要进行一些插入和删除,上述的方法并不适用 。如:在学生系统中,快速查找学生的成绩、统计单词出现的次数、确保用户名唯一(去重)。

Map和Set是一种专门用来进行搜索的容器或者数据结构,是一种适合动态查找的集合容器。

🍮2.模型

一般把搜索的数据称为关键字(key),和关键字对应的称为值(value),所以有两种模型:

  • 1.纯key模型:由唯一的键(key)组成,没有与键直接关联的特定值(value)。

      特点:重点在于对键的管理和操作,常用于判断某个元素是否存在。

      应用场景:数据去重,黑名单过滤等......

  • 2.key-value模型:是一种键(key)和值(value)进行相关联的数据组织形式。每个键都对应着一个特定的值,通过键可以快速查找、更新与之关联的值。如查找在一串字符串中查找,某个单词在该字符串中出现的次数。

       特点:键是唯一的,用于快速定位和访问对应的值,其值可以是各种类型的数据。

       应用场景:广泛应用于配置文件、数据库等,比如,以用户ID为键,存储用户姓名等为值。

Set只存储了key,Map存储的就是key—value的键对值。

🍰二、Map

🍨1.什么是Map?

Map是接口类,该类没有继承Collection,储存的是结构的键值对,并且K一定是唯一的,不能重复。

🍨2.Map的实例化

Map是将键(key)与值(value)进行关联的数据结构,K代表键的类型,V代表值的类型。

Map的实现类主要有HashMap,TreeMap

实例化的实现:

 public static void main(String[] args) { Map map1=new HashMap(); Map map2=new TreeMap(); }
  •  Map是一个接口,不能直接实例化对象,如果要实例化对象只能通过其实现类TreeMap或者HashMap来实现

🍨3.Map的常见方法

方法 解释 V put(K key,V value)

设置key值与value值相关联

V remove(Object key) 将key对应的映射关系删除 V remove(Object key,Object value) 只有指定的键与指定的值相匹配时才可以删除 V get(Object key) 返回key对应的value值 V getOrDefault(Object key,V defalutValue) 返回key对应的value,key不存在,返回默认值

Set keySet()

返回key中的不重复集合

Collection values()

返回value的可重复集合 Set<Map.Entry> entrySet() 返回所有的key-value的映射关系 boolean containsKey(Object key) 判断是否包含key boolean containsValue(Object value) 判断是否包含value

🍨4.Map方法的使用

public static void main(String[] args) { Map map=new HashMap(); //map:设置k,v值 map.put(\"a\",2); map.put(\"c\",5); map.put(\"s\",21); //get:获取key对应的value值 System.out.println(map.get(\"a\"));//2 System.out.println(map.get(\"b\"));//不存在key值,其默认值为null //getOrDefault: //如果map中有key值,返回key对应的value1值,否则返回设置的默认值 System.out.println(map.getOrDefault(\"a\",1));//2 System.out.println(map.getOrDefault(\"b\",3));//3 //remove1:如果key值与指定的值相匹配,删除;否则,不删除 map.remove(\"a\",1);//不匹配不删除 System.out.println(map.get(\"a\"));//a对应的value还是2 //remove2:删除key对应的value值 map.remove(\"a\"); System.out.println(map.get(\"a\"));//null //containsKey:判断是否包含key System.out.println(map.containsKey(\"c\"));//true //containsValue:判断是否包含value值 System.out.println(map.containsValue(10));//false Map map1=new TreeMap(); map1.put(\"a\",2); map1.put(\"a\",3); map1.put(\"b\",3); map1.put(\"c\",6); //Set keySet:返回key中不重复的集合 Set keySet=map1.keySet(); System.out.println(keySet);//[a, b, c] //Collection values:返回value中可重复的集合 Collection value=map1.values(); System.out.println(value);//[3, 3, 6] //Set> entrySet:返回key-value所有的映射关系 Set<Map.Entry> entrySet=map1.entrySet(); System.out.println(entrySet);//[a=3, b=3, c=6] }

注意事项:

  • Map中存放键值对的Key是唯一的,value是可重复的,当put相同的key,不同的value值时,只是将key所对应的value值进行替换,以最后存放的value为主; 
public static void main(String[] args) { Map map=new HashMap(); map.put(\"a\",11); map.put(\"a\",24); map.put(\"a\",15); System.out.println(map.get(\"a\"));//15}
  • 在HashMap中存放的key和value可以都为空,在TreeMap中插入键对值时,key不能为空,value可以为空;

HashMap

 public static void main(String[] args) { Map map1=new HashMap(); map1.put(\"a\",null); map1.get(\"a\");//无异常 map1.put(null,null); map1.get(null);//无异常 }

 TreeMap

 public static void main(String[] args) { Map map1=new TreeMap(); map1.put(\"a\",null); map1.get(\"a\");//无异常 map1.put(null,2); map1.get(null);//报错 }

  •  Map中键值对的key不能直接修改,可以直接修改value值,如果要修改key,只能将key删除,在进行重新插入。
  •  HashMap和TreeMap是Map的接口实现类,用于存储键对值数据,以下是他们的区别:
Map的底层结构 TreeMap HashMap 底层结构 红黑树 哈希表(数组+链表/红黑树) 插入/删除/查找时间复杂度 O(log2N) O(1) 是否有序 关于Key有序 无序 允许null键 不允许,需可比较 允许null键 线程安全 不安全 不安全 插入/删除/查找区别 需要进行元素比较 通过哈希函数计算哈希地址 比较与覆写 key必须能够比较,否则会抛出异常 自定义类型需要覆写equals和hashCode方法 应用场景 需要key有序 无序有序,需要更高的时间性能

🍰三、Set

🍯1.什么是Set?

Set是一个接口,继承自Collection接口,有HashSet、TreeSet等实现类,HashSet基于哈希表实现,不保证元素有序;TreeSet基于红黑树实现,会对元素进行排序。

🍯2.Set的常见方法

方法 解释 boolean add(E e) 添加元素,但元素重复不添加 boolean remove(Object o) 删除集合中元素o boolean contains(Object o) 判断o是否包含在集合中 boolean isEmpty() 检测是否为空,为空返回false,否则返回true void clear() 清空 Iterator iterator() 使用迭代器遍历集合中的对象 int size() 返回set中元素个数 Object[] toArray() 将set中的元素转换为数组返回 boolean containsAll(Collectionc) 集合中的元素是否在set中的全部存在,是返回true,否则返回false boolean addAll(Collection<? extend) 将集合c中的元素添加到set中,可以达到去重的效果

🍯3.Set方法的使用

 public static void main(String[] args) {  public static void main(String[] args) { Set set1=new HashSet(); //add:添加元素 set1.add(5); set1.add(20); set1.add(15); set1.add(8); //remove:移除元素 set1.remove(20); //是否包含该元素 System.out.println(set1.contains(5));//true System.out.println(set1.contains(2));//false //Iterator:遍历集合 Iterator iterator=set1.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.print(iterator.next()+\" \");//5 8 15 } System.out.println(); //isEmpty:判断是否为空 System.out.println(set1.isEmpty());//false:不为空 //size:计算元素个数 System.out.println(set1.size());//3 //toArray:将set中的元素转换为数组 Integer[] toArray=set1.toArray(new Integer[0]); for (Integer x:toArray) { System.out.print(x+\" \");//5 8 15 } System.out.println(); //containsAll:set是否包含指定集合的所有元素 Set set2=new HashSet(); set2.add(1); set2.add(2); set2.add(3); Set set3=new HashSet(); set3.add(1); set3.add(2); //看set2中是否都包含set3集合中的元素 boolean containsAll=set2.containsAll(set3); System.out.println(containsAll);//true //addAll:将集合中的元素添加到set中 Set set4=new TreeSet(); set4.add(1); set4.add(5); set4.add(19); Set set5=new TreeSet(); set5.add(2); set5.add(1); set5.add(6); boolean addAll=set4.addAll(set5); Iterator iterator1=set4.iterator(); while(iterator1.hasNext()){ //如果是HashSet那么不自动排序,如果是TreeSet就自动排序 System.out.print(iterator1.next()+\" \");//1 2 5 6 19 }

注意:

  •  Set只存储了key,并且要求key一定要唯一,其key值不能进行修改,如果要进行修改需要删除后再插入。
  • Set可以对集合进行去重;
  • TreeSet的底层是使用Map来实现的,其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中;
  • TreeSet和HashSet的区别
Set底层结构 TreeSet HashSet 底层结构 红黑树 哈希表 插入/删除/查找时间复杂度 O(log2N) O(1) 是否有序 key有序 不一定有序 允许null键 不允许,需可比较 允许null键 线程安全 不安全 不安全 插入/删除/查找区别 按照红黑树的特性来进行插入和删除 1.先计算key哈希地址2.然后进行插入和删除 比较与覆写 key必须能够比较,否则会抛出ClassCastException异常

自定义类型需要覆写equals和hashCode方法

应用场景 需要key有序 无关有序,需要更高的时间性能

🍰四、Map和Set的区别

区别 Map Set 存储形式 是一种键对值(key-value)集合 是值的集合,值存在单一的值,不存在重复元素 访问方式 get(key)方法 没有键对值的映射,一般通过for循环或者迭代器遍历 唯一性 键是唯一的,不用重复,值可以重复 所有元素都是唯一的 应用场景 需要建立映射关系的场景 需要确保元素唯一的场景