java -- Map总结
框架图
概括
接口
- Map 是“键值对”映射的抽象接口。
- AbstractMap 实现了Map中的绝大部分函数接口。它减少了“Map的实现类”的重复编码。
- SortedMap 有序的“键值对”映射接口。
- NavigableMap 是继承于SortedMap的,支持导航函数的接口。
实现类
- HashMap 是基于“拉链法”实现的散列表。一般用于单线程程序中。
- Hashtable 也是基于“拉链法”实现的散列表。它一般用于多线程程序中。
- WeakHashMap 也是基于“拉链法”实现的散列表,它一般也用于单线程程序中。相比HashMap,WeakHashMap中的键是“弱键”,当“弱键”被GC回收时,它对应的键值对也会被从WeakHashMap中删除;而HashMap中的键是强键。
- LinkedHashMap 是HashMap和LinkedList的结合,在HashMap的基础上加了个双向链表,用来记录插入和取出的顺序。
- TreeMap 是有序的散列表,它是通过红黑树实现的。它一般用于单线程中存储有序的映射。
HashMap和HashTable的异同
相同点:都是key-value结构,拥有相同的数据结构
继承和实现方式不同
- HashMap 继承于AbstractMap,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
- Hashtable 继承于Dictionary,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
线程安全不同
- Hashtable的几乎所有函数都是同步的,即它是线程安全的,支持多线程。
- HashMap的函数则是非同步的,它不是线程安全的。若要在多线程中使用HashMap,需要我们额外的进行同步处理。 对HashMap的同步处理可以使用Collections类提供的synchronizedMap静态方法,或者直接使用JDK 5.0之后提供的java.util.concurrent包里的ConcurrentHashMap类。
对null值的处理不同
- HashMap的key、value都可以为null。
- Hashtable的key、value都不可以为null。
支持的遍历种类不同
- HashMap只支持Iterator(迭代器)遍历。
- Hashtable支持Iterator(迭代器)和Enumeration(枚举器)两种方式遍历。
通过Iterator迭代器遍历时,遍历的顺序不同
- HashMap是“从前向后”的遍历数组;再对数组具体某一项对应的链表,从表头开始进行遍历。
- Hashtabl是“从后往前”的遍历数组;再对数组具体某一项对应的链表,从表头开始进行遍历。
容量的初始值 和 增加方式都不一样
- HashMap默认的容量大小是16;增加容量时,每次将容量变为“原始容量x2”。
- Hashtable默认的容量大小是11;增加容量时,每次将容量变为“原始容量x2 + 1”。
添加key-value时的hash值算法不同
- HashMap添加元素时,是使用自定义的哈希算法。
- Hashtable没有自定义哈希算法,而直接采用的key的hashCode()。
部分API不同
- Hashtable支持contains(Object value)方法,而且重写了toString()方法;
- HashMap不支持contains(Object value)方法,没有重写toString()方法。
HashMap和WeakHashMap异同
相同点
- 它们都是散列表,存储的是“键值对”映射。
- 它们都继承于AbstractMap,并且实现Map基础。
- 它们的构造函数都一样。
- 它们都包括4个构造函数,而且函数的参数都一样。
- 默认的容量大小是16,默认的加载因子是0.75。
- 它们的“键”和“值”都允许为null。
- 它们都是“非同步的”。
不同点
- HashMap实现了Cloneable和Serializable接口,而WeakHashMap没有。
- HashMap的“键”是“强引用(StrongReference)”,而WeakHashMap的键是“弱引用(WeakReference)”。
HashMap和TreeMap异同
相同点
- 非线程安全。
- key不可重复。
不同点
- 存储方式不同,HashMap是基于散列表的,底层是数组,然后数组每个Entry再带链表;TreeMap是基于红黑二叉树的NavigableMap的实现,底层是链表。
- HashMap允许null的key和value,TreeMap不允许。
- 初始容量和扩容都不同,HashMap有初始容量,有加载因子;TreeMap是链表所以不用扩容,加一个元素容量加一。
- HashMap不能保证顺序;TreeMap可以,存入元素的时候对元素进行自动排序,迭代输出的时候就按排序顺序输出。
- HashMap通常比TreeMap快一点(树和哈希表的数据结构使然),建议多使用HashMap,在需要排序的Map时候才用TreeMap。
HashMap和LinkedHashMap异同
相同点
- 非线程安全
- key不可重复。
- 都允许null的key和value。
- 扩容情况类似。
不同点
- 存储方式不同,HashMap是基于散列表的,底层是数组,然后数组每个Entry再带链表;LinkedHashMap虽然也是基于散列表,但是又另外加了个双向链表,用于记录插入顺序。
- HashMap不能保证顺序;LinkedHashMap遍历时,会根据插入顺序查询。
- HashMap通常比LinkedHashMap快一点因为加多了个双向链表,如果没有特殊需求,要按插入顺序查询,建议使用HashMap。
适用场景
- HashMap:适合普通的插入、删除和定位元素
- TreeMap:适合按照自然顺序或自定义顺序遍历key
- WeakHashMap:适合临时运用,不占内存的数据,因为没有引用就会被垃圾回收
- LinkedHashMap:适合要求按照插入顺序遍历的数据