言成言成啊 | Kit Chen's Blog

Map双列集合

2019-11-29

第一章 Map集合

1.1 概述

现实生活中,我们常会看到这样的一种集合:IP地址与主机名,身份证号与个人,系统用户名与系统用户对象等,这种一一对应的关系,就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象,即java.util.Map接口。

我们通过查看Map接口描述,发现Map接口下的集合与Collection接口下的集合,它们存储数据的形式不同,如下图。

  • Collection中的集合,元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
  • Map中的集合,元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。
  • Collection中的集合称为单列集合,Map中的集合称为双列集合。
  • 需要注意的是,Map中的集合不能包含重复的键,值可以重复;每个键只能对应一个值。

1.2 Map常用子类

通过查看Map接口描述,看到Map有多个子类,这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

  • HashMap<K,V>:存储数据采用的哈希表结构,元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
  • LinkedHashMap<K,V>:HashMap下有个子类LinkedHashMap,存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致;通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

tips:Map接口中的集合都有两个泛型变量<K,V>,在使用时,要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量<K,V>的数据类型可以相同,也可以不同。

1.3 Map接口中的常用方法

Map接口中定义了很多方法,常用的如下:

  • public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
  • public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除,返回被删除元素的值。
  • public V get(Object key) 根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。
  • boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的键。
  • public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。
  • public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

Map接口的方法演示

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public class Demo01Map {
public static void main(String[] args) {
// show01();
// show02();
// show03();
show04();
}
/*
* 演示put方法
* V put(K key, V value);
* 返回值:V
* 存储键值对的时候,key不重复,返回值v是null
* 存储键值对的时候,key重复,会使用新的value替换map中重复的value,返回被替换的value值
*/
public static void show01() {
//创建map,使用多态
Map<String,Integer> map=new HashMap<>();
System.out.println(map.put("水冰儿", 19));//没有重复的返回就为null
System.out.println(map.put("水冰儿", 20));//有重复的返回被替换的value值 19

System.out.println(map.put("云韵", 30));
System.out.println(map.put("焰灵姬", 28));
System.out.println(map);

}
/*
* 演示remove方法
* V remove(Object key);
* 返回值:V
* key存在,返回被删除的值
* key不存在,返回Null
*/
public static void show02() {
Map<String,Integer> map=new HashMap<>();
map.put("水冰儿", 19);
map.put("焰灵姬", 28);
map.put("妙妙", 18);
System.out.println(map);//{焰灵姬=28, 水冰儿=19, 妙妙=18}
System.out.println(map.remove("水冰儿"));//19
System.out.println(map);//{焰灵姬=28, 妙妙=18}
System.out.println(map.remove("林志颖"));//null
System.out.println(map);//{焰灵姬=28, 妙妙=18}
}
/*
* 演示get方法
* V get(Object key);
* 返回值:V
* 如果key存在,返回对应的value值
* 如果key不存在,返回null
*
*/
public static void show03() {
Map<String,Integer> map=new HashMap<>();
map.put("水冰儿", 19);
map.put("焰灵姬", 28);
map.put("妙妙", 18);
System.out.println(map);//{焰灵姬=28, 水冰儿=19, 妙妙=18}
System.out.println(map.get("水冰儿"));//19
System.out.println(map.get("紫女"));//null
}
/*
* 演示containsKey方法
* boolean containsKey(Object key);判断集合中是否包含指定的key
* 返回:boolean
* 包含返回true
* 不包含返回false
*
*/
public static void show04() {
Map<String,Integer> map=new HashMap<>();
map.put("水冰儿", 19);
map.put("焰灵姬", 28);
map.put("妙妙", 18);
System.out.println(map.containsKey("水冰儿"));//true
System.out.println(map.containsKey("焰灵姬啊"));//false

}
}

1.4 Map集合遍历——键找值方式

键找值方式:即通过元素中的键,获取键所对应的值

分析步骤:

  1. 获取Map中所有的键,由于键是唯一的,所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:keyset()
  2. 遍历键的Set集合,得到每一个键。
  3. 根据键,获取键所对应的值。方法提示:get(K key)

代码演示:

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public class Demo02Map {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map=new HashMap<>();
map.put("水冰儿", 19);
map.put("妙妙", 22);
map.put("焰灵姬", 28);

//Iterator迭代器遍历
// Iterator<String> i=map.keySet().iterator();
// while(i.hasNext()) {
// String key=i.next();
// System.out.println(key+map.get(key));
// }

//增强for遍历
for(String key:map.keySet()) {
System.out.print(key);
System.out.println(map.get(key));
}
}
}

遍历图解:

1.5 Entry键值对对象

我们已经知道,Map中存放的是两种对象,一种称为key(键),一种称为value(值),它们在在Map中是一一对应关系,这一对对象又称做Map中的一个Entry(项)Entry将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象,这样我们在遍历Map集合时,就可以从每一个键值对(Entry)对象中获取对应的键与对应的值。

既然Entry表示了一对键和值,那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法:

  • public K getKey():获取Entry对象中的键。
  • public V getValue():获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法:

  • public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

1.6 Map集合遍历——键值对方式

键值对方式:即通过集合中每个键值对(Entry)对象,获取键值对(Entry)对象中的键与值。

操作步骤与图解:

  1. 获取Map集合中,所有的键值对(Entry)对象,以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()

  2. 遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合,得到每一个键值对(Entry)对象。

  3. 通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。 方法提示:getkey() getValue()

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public class Demo03Map {
public static void main(String[] args) {
/*
* Map.Entry<K,V>:在map接口中有一个内部接口Entry
* 作用:当Map集合一创建,那么就会在Map集合中创建一个Entry对象,用来记录键和值(键值对对象,键与值的映射关系)
*/
/*
* Map集合遍历的第二种方式:使用Entry遍历
* 实现步骤:
* 1.使用Map中的方法,entrySet(),把集合中多个Entry对象取出来,存储到一个Set集合中
* 2.遍历Set集合,获取每一个Entry对象
* 3.使用对象中的方法getKey()和getValue()方法获取键与值
*
*/
Map<String, Integer> map=new HashMap<>();
map.put("水冰儿", 19);
map.put("妙妙", 22);
map.put("焰灵姬", 28);
// System.out.println(map);

// Set<java.util.Map.Entry<String, Integer>> set=map.entrySet();//这个写法也没毛病
Set<Entry<String, Integer>> set=map.entrySet();

//使用Iterator迭代器遍历
// Iterator<Entry<String,Integer>> i=set.iterator();
// while(i.hasNext()) {
// Entry<String,Integer> ii=i.next();
// System.out.println(ii.getKey()+ii.getValue());
// }

//使用增强for遍历
for(Entry<String,Integer> ii:set) {
System.out.println(ii.getKey()+ii.getValue());
}
}
}

遍历图解:

tips:Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。

1.7 HashMap存储自定义类型键值

HashMap存储自定义类型键值

Map集合保证key是唯一的:作为key的元素,必须重写hashCode()equals()方法,以保证元素的唯一

练习

每个妹子(姓名,年龄)都有自己的出处。那么,既然有对应关系,则将妹子对象和动漫出处存储到map集合中。

妹子作为键,出处作为值——show02方法

出处作为键,妹子作为值——show01方法

代码演示

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class Person {
private String name;
private int age;
public Person() {

}
public Person(String name,int age) {
this.name=name;
this.age=age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + age;
result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
Person other = (Person) obj;
if (age != other.age)
return false;
if (name == null) {
if (other.name != null)
return false;
} else if (!name.equals(other.name))
return false;
return true;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}


}
public class Demo03HashMapSavePerson {
public static void main(String[] args) {
show01();
// show02();
}
/*
* HashMap存储自定义类型键值
* key:String类型
* String类重写hashCode()和equals()方法,可以保证key唯一
* value:Person类型
* value可以重复(同名同年龄的人视为同一个)
*/
public static void show01() {
HashMap<String,Person> map=new HashMap<>();
map.put("斗罗大陆", new Person("水冰儿",18));
map.put("斗破苍穹", new Person("云韵",30));
map.put("天行九歌", new Person("焰灵姬",28));
map.put("梦塔雪迷城", new Person("妙妙",22));
map.put("斗破苍穹", new Person("美杜莎",32));

//使用Iterator迭代器遍历
Set<Entry<String, Person>> set=map.entrySet();
Iterator<Entry<String,Person>> i=set.iterator();
while(i.hasNext()) {
Entry<String, Person> entry=i.next();
System.out.println(entry.getKey()+"====="+entry.getValue());
}
/*
* 天行九歌=====Person [name=焰灵姬, age=28]
* 斗罗大陆=====Person [name=水冰儿, age=18]
* 斗破苍穹=====Person [name=美杜莎, age=32]
* 梦塔雪迷城=====Person [name=妙妙, age=22]
*/
}
/*
* HashMap存储自定义类型键值
* key:Person类型
* Person类重写hashCode()和equals()方法,可以保证key唯一
* value:String类型
* value可以重复(同名同年龄的人视为同一个)
*/
public static void show02() {
HashMap<Person,String> map=new HashMap<>();
map.put(new Person("水冰儿",18),"斗罗大陆");
map.put(new Person("云韵",30),"斗破苍穹");
map.put(new Person("焰灵姬",28),"天行九歌");
map.put(new Person("妙妙",22),"梦塔雪迷城");
map.put(new Person("美杜莎",32),"斗破苍穹");
map.put(new Person("美杜莎",31),"斗破苍穹");

//使用增强for循环遍历
for(Person p:map.keySet()) {
System.out.println(p+"==="+map.get(p));
}
/*
* Person [name=妙妙, age=22]===梦塔雪迷城
* Person [name=水冰儿, age=18]===斗罗大陆
* Person [name=美杜莎, age=31]===斗破苍穹
* Person [name=焰灵姬, age=28]===天行九歌
* Person [name=美杜莎, age=32]===斗破苍穹
* Person [name=云韵, age=30]===斗破苍穹
*/

}
}
  • 当给HashMap中存放自定义对象时,如果自定义对象作为key存在,这时要保证对象唯一,必须重写对象的hashCode和equals方法(如果忘记,请回顾HashSet存放自定义对象)。
  • 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致,可以使用java.util.LinkedHashMap集合来存放。

1.8 LinkedHashMap

我们知道HashMap保证成对元素唯一,并且查询速度很快,可是成对元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,还要速度快怎么办呢?

在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

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public class Demo05LinkedHashMap {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String, Integer> map=new HashMap<String, Integer>();
map.put("水冰儿", 19);
map.put("妙妙", 22);
map.put("焰灵姬", 28);
System.out.println(map);//{焰灵姬=28, 水冰儿=19, 妙妙=22}

LinkedHashMap<String,Integer> list=new LinkedHashMap<String, Integer>();
list.put("水冰儿", 19);
list.put("妙妙", 22);
list.put("焰灵姬", 28);
System.out.println(list);//{水冰儿=19, 妙妙=22, 焰灵姬=28}

}
}

1.9 Hashtable

HashMap:底层是一个哈希表,是一个线程不安全的集合,是多线程的集合,速度快。可以存储null值,null键

Hashtable:底层是一个哈希表,是一个线程安全的集合,是单线程集合,速度慢。不能存储null值,null键

Hashtable(Vector)在jdk1.2之后,被更先进的集合HashMap(ArrayList)取代了。

Hashtable的子类Properties仍然活跃在历史舞台,Properties集合是一个唯一和IO流相结合的集合。

Hashtable代码演示:

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public class Demo06Hashtable {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String,Integer> map=new HashMap<String,Integer>();
map.put("a", null);
map.put(null, null);
map.put(null,1);
System.out.println(map);//{null=1, a=null}

Hashtable<String, Integer> table=new Hashtable<String, Integer>();
// table.put("b", null);//报错
// table.put(null,1);//报错
// table.put(null, null);//报错
}
}

1.10 Map集合练习

需求:

计算一个字符串中每个字符出现次数。

分析:

  1. 获取一个字符串对象
  2. 创建一个Map集合,键代表字符,值代表次数。
  3. 遍历字符串得到每个字符。
  4. 判断Map中是否有该键。
  5. 如果没有,第一次出现,存储次数为1;如果有,则说明已经出现过,获取到对应的值进行++,再次存储。
  6. 打印最终结果

代码:

javascript实现方法

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let arr="chenchuancheng";
let obj={};
for(let i=0;i<arr.length;i++){
let key=arr[i];
if(obj[key]){
obj[key]++;
}else{
obj[key]=1;
}
}
console.log(arr);
for(let i in obj){
console.log(i+"出现了"+obj[i]+"次");
}

java实现方法

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public class Demo07Practice {
public static void main(String[] args) {
String str="chenchuancheng";
String[] strArr=str.split("");
LinkedHashMap<String, Integer> list=new LinkedHashMap<String, Integer>();
for(String s:strArr) {
if(list.containsKey(s)) {
int num=list.get(s);
list.put(s, ++num);
}else {
list.put(s,1);
}
}

//遍历方法1
// Set<String> set=list.keySet();
// for(String s:set) {
// System.out.println(s+"出现了"+list.get(s)+"次");
// }


//遍历方法2
// Set<Entry<String, Integer>> set=list.entrySet();
// Iterator<Entry<String, Integer>> i=set.iterator();
// while(i.hasNext()) {
// Entry<String,Integer> entry=i.next();
// System.out.println(entry.getKey()+"出现了"+entry.getValue()+"次");
// }

//遍历方法3
// Set<String> set=list.keySet();
// Iterator<String> i=set.iterator();
// while(i.hasNext()) {
// String key=i.next();
// System.out.println(key+"出现了"+list.get(key)+"次");
// }

//遍历方法4
Set<Entry<String,Integer>> set=list.entrySet();
for(Entry<String,Integer> i:set) {
System.out.println(i.getKey()+"出现了"+i.getValue()+"次");
}
}
}

1.11 JDK9对集合添加的优化

通常,我们在代码中创建一个集合(例如,List 或 Set ),并直接用一些元素填充它。 实例化集合,几个 add方法 调用,使得代码重复。

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public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("abc");
list.add("def");
list.add("ghi");
System.out.println(list);
}
}

jdk9新特性

List接口,Set接口,Map接口,里面增加了一个静态的方法of,可以给集合一次性地添加多个元素

使用前提

当集合中元素的个数已经确定了,不再改变的时候使用

注意

  1. of方法只适用于List、Set、Map,不使用与接口的实现类,比方说ArrayList、HashSet、HashMap
  2. of方法的返回值是一个不能改变的集合,集合不能再使用add或者put方法添加元素,会抛出异常
  3. Set接口和Map接口在调用of方法的时候,不能有重复的元素,否则也会抛出异常。

例子

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public class HelloJDK9 {  
public static void main(String[] args) {
Set<String> str1=Set.of("a","b","c");
//str1.add("c");这里编译的时候不会错,但是执行的时候会报错,因为是不可变的集合
System.out.println(str1);
Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2);
System.out.println(str2);
List<String> str3=List.of("a","b");
System.out.println(str3);
}
}

需要注意以下两点:

1:of()方法只是Map,List,Set这三个接口的静态方法,其父类接口和子类实现并没有这类方法,比如 HashSet,ArrayList等待;

2:返回的集合是不可变的;

第二章 模拟斗地主洗牌发牌

2.1 案例介绍

按照斗地主的规则,完成洗牌发牌的动作。

具体规则:

  1. 组装54张扑克牌将
  2. 54张牌顺序打乱
  3. 三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌。
  4. 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌

规则:手中扑克牌从大到小的摆放顺序:大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3

2.2 案例需求分析

  1. 准备牌:

完成数字与纸牌的映射关系:

使用双列Map(HashMap)集合,完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。

  1. 洗牌:

通过数字完成洗牌发牌

  1. 发牌:

将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌,剩余牌通过对3取模依次发牌。

存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。

将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。

  1. 看牌:

通过Map集合找到对应字符展示。

通过查询纸牌与数字的对应关系,由数字转成纸牌字符串再进行展示。

2.3 实现代码步骤

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* 斗地主:
* 1.准备牌
* 2.洗牌
* 3.发牌
* 4.看牌
*/
public class DouDiZhu {
public static void main(String[] args) {
// 1.准备牌
List<String> colors = List.of("♥", "♠", "♣", "♦");
List<String> numbers = List.of("2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3");

// 存放牌
Map<Integer, String> poker = new HashMap<Integer, String>();
int key = 0;
poker.put(key++, "大王");
poker.put(key++, "小王");
for (String number : numbers) {
for (String color : colors) {
poker.put(key++, color + number);
}
}
// 2.洗牌
// 存放索引,用来排序
List<Integer> pokerKey = new ArrayList<Integer>();
for (int i = 0; i < 54; i++) {
pokerKey.add(i);
}
Collections.shuffle(pokerKey);
// 3.发牌
// 创建存放玩家牌序号的集合
ArrayList<Integer> no01 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<Integer> no02 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<Integer> no03 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<Integer> noDiPai = new ArrayList<Integer>();

for (int i = 0; i < pokerKey.size(); i++) {
Integer p = pokerKey.get(i);
if (i >= 51) {// 底牌发牌
noDiPai.add(p);
} else if (i % 3 == 0) {// 玩家1发牌
no01.add(p);
} else if (i % 3 == 1) {// 玩家2发牌
no02.add(p);
} else if (i % 3 == 2) {// 玩家3发牌
no03.add(p);
}
}
Collections.sort(no01);
Collections.sort(no02);
Collections.sort(no03);
Collections.sort(noDiPai);
// 创建玩家的集合
ArrayList<String> player01 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> player02 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> player03 = new ArrayList<String>();
ArrayList<String> diPai = new ArrayList<String>();
for (Integer i : no01) {
player01.add(poker.get(i));
}
for (Integer i : no02) {
player02.add(poker.get(i));
}
for (Integer i : no03) {
player03.add(poker.get(i));
}
for (Integer i : noDiPai) {
diPai.add(poker.get(i));
}
System.out.println("焰灵姬:" + player01);
System.out.println("水冰儿:" + player02);
System.out.println("紫女:" + player03);
System.out.println("底牌:" + diPai);
}
}
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