Java集合学习（九） Map架构

Java集合学习（九） Map架构2014-08-03前面，我们已经系统的对List进行了学习。接下来，我们先学习Map，再学习Set；因为Set的实现类都是基于Map来实现的（如，HashSet是通过HashMap实现的，TreeSet是通过TreeMap实现的）。

首先，我们看看Map架构。

如上图：
Map 是映射接口，Map中存储的内容是键值对（key-value）。
AbstractMap 是继承于Map的抽象类，它实现了Map中的大部分API。其它Map的实现类可以通过继承AbstractMap来减少重复编码。
SortedMap 是继承于Map的接口。SortedMap中的内容是排序的键值对，排序的方法是通过比较器（Comparator）。
NavigableMap 是继承于SortedMap的接口。相比于SortedMap，NavigableMap有一系列的导航方法；如"获取大于/等于某对象的键值对"、“获取小于/等于某对象的键值对”等等。
TreeMap 继承于AbstractMap，且实现了NavigableMap接口；因此，TreeMap中的内容是“有序的键值对”！
HashMap 继承于AbstractMap，但没实现NavigableMap接口；因此，HashMap的内容是“键值对，但不保证次序”！
Hashtable 虽然不是继承于AbstractMap，但它继承于Dictionary（Dictionary也是键值对的接口），而且也实现Map接口；因此，Hashtable的内容也是“键值对，也不保证次序”。但和HashMap相比，Hashtable是线程安全的，而且它支持通过Enumeration去遍历。
WeakHashMap 继承于AbstractMap。它和HashMap的键类型不同，WeakHashMap的键是“弱键”。

有了上面的总体框架之后，我们先来看看各个接口和抽象类的介绍；后面再对各个实现类进行详细说明。

1 Map

Map的定义如下：

public interface Map<K,V> { }
Map 是一个键值对（key-value）映射接口。Map映射中不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。
Map 接口提供三种collection 视图，允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容。
Map 映射顺序。有些实现类，可以明确保证其顺序，如 TreeMap；另一些映射实现则不保证顺序，如 HashMap 类。
Map 的实现类应该提供2个“标准的”构造方法：第一个，void（无参数）构造方法，用于创建空映射；第二个，带有单个 Map 类型参数的构造方法，用于创建一个与其参数具有相同键-值映射关系的新映射。实际上，后一个构造方法允许用户复制任意映射，生成所需类的一个等价映射。尽管无法强制执行此建议（因为接口不能包含构造方法），但是 JDK 中所有通用的映射实现都遵从它。

Map的API

abstract void clear（）abstract booleancontainsKey（Object key）abstract booleancontainsValue（Object value）abstract Set<Entry<K, V>> entrySet（）abstract booleanequals（Object object）abstract Vget（Object key）abstract inthashCode（）abstract booleanisEmpty（）abstract Set<K> keySet（）abstract Vput（K key, V value）abstract void putAll（Map<？ extends K, ？ extends V> map）abstract Vremove（Object key）abstract intsize（）abstract Collection<V>values（）

说明：
（01） Map提供接口分别用于返回键集、值集或键-值映射关系集。
entrySet（）用于返回键-值集的Set集合
keySet（）用于返回键集的Set集合
values（）用户返回值集的Collection集合
因为Map中不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。所以，键-值集、键集都是Set，值集时Collection。

（02） Map提供了“键-值对”、“根据键获取值”、“删除键”、“获取容量大小”等方法。

2 Map.Entry

Map.Entry的定义如下：

interface Entry<K,V> { }

Map.Entry是Map中内部的一个接口，Map.Entry是键值对，Map通过 entrySet（）获取Map.Entry的键值对集合，从而通过该集合实现对键值对的操作。

Map.Entry的API

abstract boolean equals（Object object）
abstract K getKey（）
abstract V getValue（）
abstract int hashCode（）
abstract V setValue（V object）

3 AbstractMap

AbstractMap的定义如下：

public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> {}

AbstractMap类提供 Map 接口的骨干实现，以最大限度地减少实现此接口所需的工作。
要实现不可修改的映射，编程人员只需扩展此类并提供 entrySet 方法的实现即可，该方法将返回映射的映射关系 set 视图。通常，返回的 set 将依次在 AbstractSet 上实现。此 set 不支持 add（）或 remove（）方法，其迭代器也不支持 remove（）方法。

要实现可修改的映射，编程人员必须另外重写此类的 put 方法（否则将抛出 UnsupportedOperationException），entrySet（）.iterator（）返回的迭代器也必须另外实现其 remove 方法。

AbstractMap的API

abstract Set<Entry<K, V>> entrySet（） void clear（） booleancontainsKey（Object key） booleancontainsValue（Object value） booleanequals（Object object） Vget（Object key） inthashCode（） booleanisEmpty（） Set<K> keySet（） Vput（K key, V value） void putAll（Map<？ extends K, ？ extends V> map） Vremove（Object key） intsize（） String toString（） Collection<V>values（） Object clone（）

4 SortedMap

SortedMap的定义如下：

public interface SortedMap<K,V> extends Map<K,V> { }
SortedMap是一个继承于Map接口的接口。它是一个有序的SortedMap键值映射。
SortedMap的排序方式有两种：自然排序或者用户指定比较器。插入有序 SortedMap 的所有元素都必须实现 Comparable 接口（或者被指定的比较器所接受）。

另外，所有SortedMap 实现类都应该提供 4 个“标准”构造方法：
（01） void（无参数）构造方法，它创建一个空的有序映射，按照键的自然顺序进行排序。
（02）带有一个 Comparator 类型参数的构造方法，它创建一个空的有序映射，根据指定的比较器进行排序。
（03）带有一个 Map 类型参数的构造方法，它创建一个新的有序映射，其键-值映射关系与参数相同，按照键的自然顺序进行排序。
（04）带有一个 SortedMap 类型参数的构造方法，它创建一个新的有序映射，其键-值映射关系和排序方法与输入的有序映射相同。无法保证强制实施此建议，因为接口不能包含构造方法。