Java 中的 HashMap - 它是什麼樣的映射？

你好！今天我們要講的是另一個資料結構—Map。它的官方俄語名稱是“關聯數組”，但並不經常使用。更常見的選項是「字典」、「地圖」或（最常見的）俚語「地圖」:) 在 Map 內部，資料以「鍵」-「值」格式存儲，即成對儲存。鍵和值都可以是任何物件－數字、字串或其他類別的物件。

Map 與其他資料結構有何不同

之前，我們研究了元素單獨儲存的資料結構。在陣列或ArrayList / LinkedList中，我們儲存一定數量的元素。但是如果我們的任務稍微改變呢？例如，假設我們面臨創建 100 人清單的任務，其中將儲存該人的全名和護照號碼。原則上來說，這並不是那麼困難。例如，您可以將兩者放入一行並建立行列表，如下所示： “Anna Ivanovna Reshetnikova，4211 717171.” 但這個解決方案有兩個缺點。首先，我們可能需要護照搜尋功能。而採用這種儲存資訊的格式，就會出現問題。其次，沒有什麼可以阻止我們創建兩個具有相同護照號碼的不同人。這是我們解決方案最嚴重的缺點。這種情況應該完全排除；沒有兩個人的護照號碼相同。在這裡，Map 及其聲明的功能可以為我們提供幫助（以「鍵」-「值」格式將資料儲存在一對中）。讓我們來看看最常見的Map實作——Java HashMap類別。

在 Java 中建立 HashMap 並使用該類

這個實作的創建非常簡單：

public static void main(String[] args) {

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

}

在這裡，我們創建了一個字典，其中元素將以“數字字串”格式儲存。數字將是鍵，字串將是值。我們也指出了我們將擁有什麼類型的按鍵 ( Integer) 以及我們將擁有什麼類型的值 ( String)。為什麼會這樣呢？首先，HashMap 中的鍵始終是唯一的。這對我們來說非常有用，因為我們可以使用護照號碼作為鑰匙並避免重複。帶有全名的行將充當一個值（不同人的全名很容易重複，這對我們來說沒有問題）。

將新對添加到 HashMap

這個任務看起來像這樣：

public class Main {

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


       passportsAndNames.put(212133, "Lydia Arkadievna Bublikova");
       passportsAndNames.put(162348, "Ivan Mikhailovich Serebryakov");
       passportsAndNames.put(8082771, "Donald John Trump");
       System.out.println(passportsAndNames);

   }

}

該方法就是用於此目的put()。此外，HashMap 有一個重寫的方法toString()，因此可以將其列印到控制台。輸出將如下所示： {212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova，8082771=Donald John Trump，162348=Ivan Mikhailovich Serebryakov}

HashMap鍵的特點

現在讓我們檢查一下這些鍵是否真的是唯一的？讓我們嘗試新增一個帶有映射中 已有鍵的新元素：

public static void main(String[] args) {

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

   passportsAndNames.put(212133, "Lydia Arkadievna Bublikova");
   passportsAndNames.put(162348, "Ivan Mikhailovich Serebryakov");
   passportsAndNames.put(8082771, "Donald John Trump");
   passportsAndNames.put(162348, "Viktor Mikhailovich Stychkin");//repeat key

   System.out.println(passportsAndNames);

}

輸出： {212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova，8082771=Donald John Trump，162348=Viktor Mikhailovich Stychkin} 如您所見，前一個帶有鍵 162348 的元素已被覆蓋。「鑰匙」被稱為鑰匙是有原因的。HashMap 中的值是透過鍵來存取的（但反之則不然——鍵不能透過值來獲取，因為值可以重複）。這在獲取元素以及從 HashMap 中刪除元素的範例中可以清楚地看到：

public static void main(String[] args) {

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

   passportsAndNames.put(212133, "Lydia Arkadievna Bublikova");
   passportsAndNames.put(162348, "Ivan Mikhailovich Serebryakov");
   passportsAndNames.put(8082771, "Donald John Trump");

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


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

}

為了取得一個值或從字典中刪除一個值對，我們必須將與該值對應的唯一鍵準確地傳遞給get()方法。HashMap 中沒有像數組或列表中那樣的數字索引- 值是透過鍵存取的。控制台輸出： Lidiya Arkadyevna Bublikova {212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova，8082771=唐納德·約翰·特朗普}remove()

檢查鍵和值是否存在

在ArrayList和LinkedList類別中，我們可以檢查清單是否包含特定元素。 HashMap還允許您執行此操作，並且對於該對的兩個部分：它具有方法containsKey()（檢查鍵是否存在）和containsValue()（檢查值是否存在）。

public static void main(String[] args) {

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

   passportsAndNames.put(212133, "Lydia Arkadievna Bublikova");
   passportsAndNames.put(162348, "Ivan Mikhailovich Serebryakov");
   passportsAndNames.put(8082771, "Donald John Trump");


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

}

輸出： 假真

取得所有鍵和值的列表

HashMap的另一個方便的功能是你可以分別取得所有按鍵和所有值的清單。為此，使用方法keySet()和values()：

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

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

       passportsAndNames.put(212133, "Lydia Arkadievna Bublikova");
       passportsAndNames.put(162348, "Ivan Mikhailovich Serebryakov");
       passportsAndNames.put(8082771, "Donald John Trump");

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

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

   }

}

鍵被提取到集合中Set。它的特點是它不能包含重複元素。現在要記住的主要事情是，可以將所有按鍵的清單從 HashMap 中取出到一個單獨的集合中。在範例中，我們將值儲存為 normal ArrayList。控制台輸出： 鍵：[212133, 8082771, 162348] 值：[Lidiya Arkadyevna Bublikova, Donald John Trump, Ivan Mikhailovich Serebryakov] 方法size()執行的clear()操作與我們之前的結構完全相同：第一個返回數字元素在當前的字典中，第二個刪除所有元素。

public static void main(String[] args) {

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

   passportsAndNames.put(212133, "Lydia Arkadievna Bublikova");
   passportsAndNames.put(162348, "Ivan Mikhailovich Serebryakov");
   passportsAndNames.put(8082771, "Donald John Trump");

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

}

輸出： 3 {} 要檢查我們的 HashMap 是否至少有一個元素，我們可以使用以下方法isEmpty()：

public static void main(String[] args) {

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

   passportsAndNames.put(212133, "Lydia Arkadievna Bublikova");
   passportsAndNames.put(162348, "Ivan Mikhailovich Serebryakov");
   passportsAndNames.put(8082771, "Donald John Trump");

   if (!passportsAndNames.isEmpty()) {

       System.out.println(passportsAndNames);

   }

}

輸出： {212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova, 8082771=Donald John Trump, 162348=Ivan Mikhailovich Serebryakov} 現在我們只有在初步驗證後才會輸出到控制台:)

將兩張地圖合併為一張

另一個有趣的點是兩張地圖可以合併為一張。有一個方法可以做到這一點putAll()。我們在第一個HashMap上呼叫它，將第二個 HashMap 作為參數傳遞，第二個 HashMap 中的元素將會加入第一個：

public static void main(String[] args) {

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

   passportsAndNames.put(212133, "Lydia Arkadievna Bublikova");
   passportsAndNames.put(162348, "Ivan Mikhailovich Serebryakov");
   passportsAndNames.put(8082771, "Donald John Trump");

   passportsAndNames2.put(917352, "Alexey Andreevich Ermakov");
   passportsAndNames2.put(925648, "Maxim Olegovich Arkharov");


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

}

輸出： {917352=Alexey Andreevich Ermakov, 212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova, 8082771=Donald John Trump , 925648=Maxim Olegovich Arkharov, 162348=Ivan Mikhailovich Serebridim Olegovich Name的所有 元素。現在讓我們來看一個更複雜的例子。即，在循環中迭代 HashMap。

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

   System.out.println(entry);

}

介面Map.Entry只是指字典中的鍵值對。這個方法entrySet()傳回 HashMap 中所有對的列表（因為我們的映射僅包含這樣的 Entry 對，所以我們迭代對，而不是單獨的鍵或值）。結論： 212133=Lidiya Arkadyevna Bublikova 8082771=Donald John Trump 162348=Ivan Mikhailovich Serebryakov 保存這篇文章以供將來使用：https://habr.com/ru/post/128017/ 現在閱讀它還為時過早，但在將來，當您開始使用 HashMap 時，它將幫助您從內部理解這種資料結構的工作原理。另外，不要忘記查看有關 HashMap 的Oracle官方文件。