HashMap w Javie - co to za mapa?

Cześć! Dzisiaj porozmawiamy o innej strukturze danych - Mapie. Jego oficjalna rosyjska nazwa to „tablica asocjacyjna”, ale nie jest często używana. Bardziej powszechne opcje to „słownik”, „mapa” lub (najczęściej) slangowy anglicyzm „mapa” :) Wewnątrz Map dane przechowywane są w formacie „klucz” - „wartość”, czyli parami. Zarówno klucze, jak i wartości mogą być dowolnymi obiektami — liczbami, ciągami znaków lub obiektami innych klas.

Czym Map różni się od innych struktur danych

Wcześniej przyglądaliśmy się strukturom danych, w których elementy są przechowywane samodzielnie. W tablicy lub ArrayList / LinkedList przechowujemy określoną liczbę elementów. A co jeśli nasze zadanie trochę się zmieni? Wyobraźmy sobie na przykład, że mamy do czynienia z zadaniem stworzenia listy 100 osób, na której będzie zapisane imię i nazwisko danej osoby oraz numer jej paszportu. W zasadzie nie jest to takie trudne. Możesz na przykład zmieścić oba w jednym wierszu i utworzyć listę takich wierszy: „Anna Ivanovna Reshetnikova, 4211 717171”. Ale to rozwiązanie ma dwie wady. Po pierwsze, możemy potrzebować funkcji wyszukiwania paszportu. A przy takim formacie przechowywania informacji będzie to problematyczne. Po drugie, nic nie stoi na przeszkodzie, aby stworzyć dwie różne osoby z tymi samymi numerami paszportów. I to jest najpoważniejsza wada naszego rozwiązania. Takie sytuacje należy całkowicie wykluczyć, nie ma dwóch osób o tym samym numerze paszportu. Tutaj z pomocą przychodzi Mapa i jej zadeklarowane funkcje (przechowywanie danych w parze w formacie „klucz” – „wartość”). Przyjrzyjmy się najczęstszej implementacji Map – klasie Java HashMap .

Tworzenie HashMap w Javie i praca z klasą

Ta implementacja jest bardzo prosta do stworzenia:

public static void main(String[] args) {

   HashMap<Integer, String> passportsAndNames = new HashMap<>();

}

Tutaj stworzyliśmy słownik, w którym elementy będą przechowywane w formacie „liczba-ciąg”. Liczba będzie kluczem, a ciąg będzie wartością. Wskazaliśmy także, jaki typ kluczy będziemy mieli ( Integer) i jaki rodzaj wartości będziemy mieli ( String). Dlaczego tak jest? Po pierwsze, klucz w HashMap jest zawsze unikalny . U nas sprawdzi się to znakomicie, ponieważ możemy wykorzystać numer paszportu jako klucz i uniknąć duplikatów. A linia z pełnym imieniem i nazwiskiem będzie pełnić rolę wartości (imiona i nazwiska różnych osób można łatwo powtórzyć, dla nas nie ma w tym nic złego).

Dodanie nowej pary do HashMap

To zadanie wygląda następująco:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {
       HashMap<Integer, String> passportsAndNames = new HashMap<>();


       passportsAndNames.put(212133, „Lidia Arkadiewna Bublikowa”);
       passportsAndNames.put(162348, „Iwan Michajłowicz Serebryakow”);
       passportsAndNames.put(8082771, „Donald John Trump”);
       System.out.println(passportsAndNames);

   }

}

Do tego służy metoda put(). Dodatkowo HashMap ma przesłoniętą metodę, toString()dzięki czemu można ją wydrukować na konsoli. Dane wyjściowe będą wyglądać następująco: {212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova, 8082771=Donald John Trump, 162348=Iwan Michajłowicz Serebryakow}

Funkcje kluczy HashMap

Sprawdźmy teraz, czy klucze są naprawdę unikalne? Spróbujmy dodać nowy element z kluczem już na mapie:

public static void main(String[] args) {

   HashMap<Integer, String> passportsAndNames = new HashMap<>();

   passportsAndNames.put(212133, „Lidia Arkadiewna Bublikowa”);
   passportsAndNames.put(162348, „Iwan Michajłowicz Serebryakow”);
   passportsAndNames.put(8082771, „Donald John Trump”);
   passportsAndNames.put(162348, „Wiktor Michajłowicz Stychkin”);//powtórz klawisz

   System.out.println(passportsAndNames);

}

Wyjście: {212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova, 8082771=Donald John Trump, 162348=Viktor Michajłowicz Stychkin} Poprzedni element z kluczem 162348, jak widać, został nadpisany. „Klucz” nie bez powodu został nazwany kluczem. Dostęp do wartości w HashMapie odbywa się za pomocą klucza (ale nie odwrotnie – klucza nie można uzyskać za pomocą wartości, ponieważ wartości mogą się duplikować). Widać to wyraźnie na przykładach pobierania elementu, a także usuwania elementu z HashMap:

public static void main(String[] args) {

   HashMap<Integer, String> passportsAndNames = new HashMap<>();

   passportsAndNames.put(212133, „Lidia Arkadiewna Bublikowa”);
   passportsAndNames.put(162348, „Iwan Michajłowicz Serebryakow”);
   passportsAndNames.put(8082771, „Donald John Trump”);

   String lidiaName = passportsAndNames.get(212133);
   System.out.println(lidiaName);


   passportsAndNames.remove(162348);
   System.out.println(passportsAndNames);

}

Aby pobrać wartość lub usunąć parę ze słownika, musimy przekazać do get()metod remove()dokładnie unikalny klucz odpowiadający tej wartości . W HashMap nie ma indeksów numerycznych, jak w tablicach lub listach - dostęp do wartości odbywa się za pomocą klucza. Wyjście z konsoli: Lidiya Arkadyevna Bublikova {212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova, 8082771=Donald John Trump}

Sprawdzanie obecności klucza i wartości

W klasach ArrayList i LinkedList mogliśmy sprawdzić, czy lista zawiera konkretny element. HashMap również pozwala to zrobić i dla obu części pary: ma metody containsKey()(sprawdza obecność klucza) i containsValue()(sprawdza obecność wartości).

public static void main(String[] args) {

   HashMap<Integer, String> passportsAndNames = new HashMap<>();

   passportsAndNames.put(212133, „Lidia Arkadiewna Bublikowa”);
   passportsAndNames.put(162348, „Iwan Michajłowicz Serebryakow”);
   passportsAndNames.put(8082771, „Donald John Trump”);


   System.out.println(passportsAndNames.containsKey(11111));
   System.out.println(passportsAndNames.containsValue(„Donald John Trump”));

}

Wynik: fałsz, prawda

Uzyskiwanie listy wszystkich kluczy i wartości

Kolejną wygodną funkcją HashMap jest to, że możesz osobno uzyskać listę wszystkich kluczy i wszystkich wartości . W tym celu stosuje się metody keySet()i values():

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       HashMap<Integer, String> passportsAndNames = new HashMap<>();

       passportsAndNames.put(212133, „Lidia Arkadiewna Bublikowa”);
       passportsAndNames.put(162348, „Iwan Michajłowicz Serebryakow”);
       passportsAndNames.put(8082771, „Donald John Trump”);

       Set<Integer> keys = passportsAndNames.keySet();
       System.out.println("Klucze: " + keys);

       ArrayList<String> values = new ArrayList<>(passportsAndNames.values());
       System.out.println("Wartości: " + values);

   }

}

Klucze są wyodrębniane do kolekcji Set. Jego osobliwością jest to, że nie może zawierać powtarzających się elementów. Teraz najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, że listę wszystkich kluczy można wyjąć z HashMap do osobnej kolekcji. W przykładzie zapisaliśmy wartości na normal ArrayList. Dane wyjściowe konsoli: Klawisze: [212133, 8082771, 162348] Wartości: [Lidiya Arkadyevna Bublikova, Donald John Trump, Ivan Mikhailovich Serebryakov] Metody size()robią clear()dokładnie to samo, co w poprzednich strukturach, przez które przeszliśmy: pierwsza zwraca elementy liczbowe w słowniku w danym momencie, drugi usuwa wszystkie elementy.

public static void main(String[] args) {

   HashMap<Integer, String> passportsAndNames = new HashMap<>();

   passportsAndNames.put(212133, „Lidia Arkadiewna Bublikowa”);
   passportsAndNames.put(162348, „Iwan Michajłowicz Serebryakow”);
   passportsAndNames.put(8082771, „Donald John Trump”);

   System.out.println(passportsAndNames.size());
   passportsAndNames.clear();
   System.out.println(passportsAndNames);

}

Wynik: 3 {} Aby sprawdzić, czy nasza HashMap ma przynajmniej jeden element, możemy skorzystać z metody isEmpty():

public static void main(String[] args) {

   HashMap<Integer, String> passportsAndNames = new HashMap<>();

   passportsAndNames.put(212133, „Lidia Arkadiewna Bublikowa”);
   passportsAndNames.put(162348, „Iwan Michajłowicz Serebryakow”);
   passportsAndNames.put(8082771, „Donald John Trump”);

   if (!passportsAndNames.isEmpty()) {

       System.out.println(passportsAndNames);

   }

}

Wyjście: {212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova, 8082771=Donald John Trump, 162348=Ivan Michajłowicz Serebryakov} Teraz wyprowadzimy na konsolę dopiero po wstępnej weryfikacji :)

Połączenie dwóch map w jedną

Kolejną interesującą kwestią jest to, że dwie mapy można połączyć w jedną . Jest na to metoda putAll(). Wywołujemy to na pierwszej HashMap , drugą przekazujemy jako argument, a elementy z drugiej zostaną dodane do pierwszej:

public static void main(String[] args) {

   HashMap<Integer, String> passportsAndNames = new HashMap<>();
   HashMap<Integer, String> passportsAndNames2 = new HashMap<>();

   passportsAndNames.put(212133, „Lidia Arkadiewna Bublikowa”);
   passportsAndNames.put(162348, „Iwan Michajłowicz Serebryakow”);
   passportsAndNames.put(8082771, „Donald John Trump”);

   passportsAndNames2.put(917352, „Aleksiej Andriejewicz Ermakow”);
   passportsAndNames2.put(925648, „Maksym Olegowicz Arkharow”);


   passportsAndNames.putAll(passportsAndNames2);
   System.out.println(passportsAndNames);

}

Dane wyjściowe: {917352=Aleksiej Andriejewicz Ermakow, 212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova, 8082771=Donald John Trump, 925648=Maxim Olegovich Arkharov, 162348=Iwan Michajłowicz Serebryakow} Wszystkie elementy paszportówAndNames2 zostały skopiowane do paszportówAndNames . Spójrzmy teraz na bardziej skomplikowany przykład. Mianowicie iteruj po HashMap w pętli.

for (Map.Entry entry: passportsAndNames.entrySet()) {

   System.out.println(entry);

}

Interfejs Map.Entryoznacza po prostu parę klucz-wartość wewnątrz słownika. Metoda entrySet()zwraca listę wszystkich par w naszej HashMap (ponieważ nasza mapa składa się właśnie z takich par Entry, iterujemy po parach, a nie oddzielnie kluczach lub wartościach). Wniosek: 212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova 8082771=Donald John Trump 162348=Iwan Michajłowicz Serebryakow Zapisz ten artykuł na przyszłość: https://habr.com/ru/post/128017/ Teraz jest za wcześnie, aby go przeczytać, ale w przyszłości , kiedy nauczysz się korzystać z HashMap, pomoże ci to zrozumieć, jak ta struktura danych działa od wewnątrz. Nie zapomnij także sprawdzić oficjalnej dokumentacji Oracle na HashMap.