有關於Java Map，應該掌握的8個問題

前言

最近幾天看了幾篇有關於Java Map的外國博文，寫得非常不錯，所以整理了Java map 應該掌握的8個問題，都是日常開發司空見慣的問題，希望對大家有幫助；如果有不正確的地方，歡迎提出，萬分感謝哈~

本章節所有代碼demo已上傳github

1、如何把一個Map轉化爲List

日常開發中，我們經常遇到這種場景，把一個Map轉化爲List。map轉List有以下三種轉化方式：

把map的鍵key轉化爲list
把map的值value轉化爲list
把map的鍵值key-value轉化爲list

僞代碼如下：

// key list
List keyList = new ArrayList(map.keySet());
// value list
List valueList = new ArrayList(map.values());
// key-value list
List entryList = new ArrayList(map.entrySet());

示例代碼：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(2, "jay");
        map.put(1, "whx");
        map.put(3, "huaxiao");
        //把一個map的鍵轉化爲list
        List<Integer> keyList = new ArrayList<>(map.keySet());
        System.out.println(keyList);
        //把map的值轉化爲list
        List<String> valueList = new ArrayList<>(map.values());
        System.out.println(valueList);
        把map的鍵值轉化爲list
        List entryList = new ArrayList(map.entrySet());
        System.out.println(entryList);
    }
}

運行結果：

[1, 2, 3]
[whx, jay, huaxiao]
[1=whx, 2=jay, 3=huaxiao]

2、如何遍歷一個Map

我們經常需要遍歷一個map，可以有以下兩種方式實現：

通過entrySet+for實現遍歷

for(Entry entry: map.entrySet()) {
  // get key
  K key = entry.getKey();
  // get value
  V value = entry.getValue();
}

實例代碼：

public class EntryMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(2, "jay");
        map.put(1, "whx");
        map.put(3, "huaxiao");
        for(Map.Entry entry: map.entrySet()) {
            // get key
            Integer key = (Integer) entry.getKey();
            // get value
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:"+key+",value:"+value);
        }
    }
}

通過Iterator+while實現遍歷

Iterator itr = map.entrySet().iterator();
while(itr.hasNext()) {
  Entry entry = itr.next();
  // get key
  K key = entry.getKey();
  // get value
  V value = entry.getValue();
}

實例代碼：

public class IteratorMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(2, "jay");
        map.put(1, "whx");
        map.put(3, "huaxiao");
        Iterator itr = map.entrySet().iterator();
        while(itr.hasNext()) {
            Map.Entry entry = (Map.Entry) itr.next();
            // get key
            Integer key = (Integer) entry.getKey();
            // get value
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:"+key+",value:"+value);
        }
    }
}

運行結果：

key:1,value:whx
key:2,value:jay
key:3,value:huaxiao

3、如何根據Map的keys進行排序

對Map的keys進行排序，在日常開發很常見，主要有以下兩種方式實現。

把Map.Entry放進list，再用Comparator對list進行排序

List list = new ArrayList(map.entrySet());
Collections.sort(list, (Entry e1, Entry e2)-> {
    return e1.getKey().compareTo(e2.getKey());
});

實例代碼：

public class SortKeysMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("2010", "jay");
        map.put("1999", "whx");
        map.put("3010", "huaxiao");
        List<Map.Entry<String,String>> list = new ArrayList<>(map.entrySet());
        Collections.sort(list, (Map.Entry e1, Map.Entry e2)-> {
                return e1.getKey().toString().compareTo(e2.getKey().toString());
        });
        for (Map.Entry entry : list) {
            System.out.println("key:" + entry.getKey() + ",value:" + entry.getValue());
        }
    }
}

使用SortedMap+TreeMap+Comparator實現

SortedMap sortedMap = new TreeMap(new Comparator() {
  @Override
  public int compare(K k1, K k2) {
    return k1.compareTo(k2);
  }
});
sortedMap.putAll(map);

實例代碼：

public class SortKeys2MapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("2010", "jay");
        map.put("1999", "whx");
        map.put("3010", "huaxiao");
        SortedMap sortedMap = new TreeMap(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String k1, String k2) {
                return k1.compareTo(k2);
            }
        });
        sortedMap.putAll(map);
        Iterator itr = sortedMap.entrySet().iterator();
        while(itr.hasNext()) {
            Map.Entry entry = (Map.Entry) itr.next();
            // get key
            String key = (String) entry.getKey();
            // get value
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:"+key+",value:"+value);
        }
    }
}

運行結果：

key:1999,value:whx
key:2010,value:jay
key:3010,value:huaxiao

4、如何對Map的values進行排序

List list = new ArrayList(map.entrySet());
Collections.sort(list, (Entry e1, Entry e2) ->{
    return e1.getValue().compareTo(e2.getValue());
  });

實例代碼：

public class SortValuesMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("2010", "jay");
        map.put("1999", "whx");
        map.put("3010", "huaxiao");
        List <Map.Entry<String,String>>list = new ArrayList<>(map.entrySet());
        Collections.sort(list, (Map.Entry e1, Map.Entry e2)-> {
                return e1.getValue().toString().compareTo(e2.getValue().toString());
            }
        );
        for (Map.Entry entry : list) {
            System.out.println("key:" + entry.getKey() + ",value:" + entry.getValue());
        }
    }
}

運行結果：

key:3010,value:huaxiao
key:2010,value:jay
key:1999,value:whx

5、如何初始化一個靜態/不可變的Map

初始化一個靜態不可變的map，單單static final+static代碼塊還是不行的，如下：

public class Test1 {
    private static final Map <Integer,String>map;
    static {
        map = new HashMap<Integer, String>();
        map.put(1, "one");
        map.put(2, "two");
    }
    public static void main(String[] args) {
        map.put(3, "three");
        Iterator itr = map.entrySet().iterator();
        while(itr.hasNext()) {
            Map.Entry entry = (Map.Entry) itr.next();
            // get key
            Integer key = (Integer) entry.getKey();
            // get value
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:"+key+",value:"+value);
        }
    }
}

這裏面，map繼續添加元素(3,"three")，發現是OK的，運行結果如下：

key:1,value:one
key:2,value:two
key:3,value:three

真正實現一個靜態不可變的map，需要Collections.unmodifiableMap，代碼如下：

public class Test2 {
    private static final Map<Integer, String> map;
    static {
        Map<Integer,String> aMap = new HashMap<>();
        aMap.put(1, "one");
        aMap.put(2, "two");
        map = Collections.unmodifiableMap(aMap);
    }
    public static void main(String[] args) {
        map.put(3, "3");
        Iterator itr = map.entrySet().iterator();
        while(itr.hasNext()) {
            Map.Entry entry = (Map.Entry) itr.next();
            // get key
            Integer key = (Integer) entry.getKey();
            // get value
            String value = (String) entry.getValue();
            System.out.println("key:"+key+",value:"+value);
        }
    }
}

運行結果如下：

可以發現，繼續往map添加元素是會報錯的，實現真正不可變的map。

6、HashMap, TreeMap, and Hashtable，ConcurrentHashMap的區別

	HashMap	TreeMap	Hashtable	ConcurrentHashMap
有序性	否	是	否	否
null k-v	是-是	否-是	否-否	否-否
線性安全	否	否	是	是
時間複雜度	O（1）	O（log n）	O(1)	O（log n）
底層結構	數組+鏈表	紅黑樹	數組+鏈表	紅黑樹

7、如何創建一個空map

如果map是不可變的，可以這樣創建：

Map map=Collections.emptyMap()；
or
Map<String,String> map=Collections.<String, String>emptyMap();
//map1.put("1", "1"); 運行出錯

如果你希望你的空map可以添加元素的，可以這樣創建

Map map = new HashMap();

8、有關於map的複製

有關於hashmap的複製，在日常開發中，使用也比較多。主要有 =，clone，putAll，但是他們都是淺複製，使用的時候注意啦，可以看一下以下例子：

例子一，使用=複製一個map：

public class CopyMapAssignTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Integer, User> userMap = new HashMap<>();
        userMap.put(1, new User("jay", 26));
        userMap.put(2, new User("fany", 25));
        //Shallow clone
        Map<Integer, User> clonedMap = userMap;
        //Same as userMap
        System.out.println(clonedMap);
        System.out.println("\nChanges reflect in both maps \n");
        //Change a value is clonedMap
        clonedMap.get(1).setName("test");
        //Verify content of both maps
        System.out.println(userMap);
        System.out.println(clonedMap);
    }
}

運行結果：

{1=User{name='jay', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}
Changes reflect in both maps
{1=User{name='test', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}
{1=User{name='test', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}

從運行結果看出，對cloneMap修改，兩個map都改變了，所以=是淺複製。

例子二，使用hashmap的clone複製：

public class CopyCloneMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Integer, User> userMap = new HashMap<>();
        userMap.put(1, new User("jay", 26));
        userMap.put(2, new User("fany", 25));
        //Shallow clone
        HashMap<Integer, User> clonedMap = (HashMap<Integer, User>) userMap.clone();
        //Same as userMap
        System.out.println(clonedMap);
        System.out.println("\nChanges reflect in both maps \n");
        //Change a value is clonedMap
        clonedMap.get(1).setName("test");
        //Verify content of both maps
        System.out.println(userMap);
        System.out.println(clonedMap);
    }
}

運行結果：

{1=User{name='jay', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}
Changes reflect in both maps
{1=User{name='test', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}
{1=User{name='test', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}

從運行結果看出，對cloneMap修改，兩個map都改變了，所以hashmap的clone也是淺複製。

例子三，通過putAll操作

public class CopyPutAllMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Integer, User> userMap = new HashMap<>();
        userMap.put(1, new User("jay", 26));
        userMap.put(2, new User("fany", 25));
        //Shallow clone
        HashMap<Integer, User> clonedMap = new HashMap<>();
        clonedMap.putAll(userMap);
        //Same as userMap
        System.out.println(clonedMap);
        System.out.println("\nChanges reflect in both maps \n");
        //Change a value is clonedMap
        clonedMap.get(1).setName("test");
        //Verify content of both maps
        System.out.println(userMap);
        System.out.println(clonedMap);
    }
}

運行結果：

{1=User{name='jay', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}
Changes reflect in both maps
{1=User{name='test', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}
{1=User{name='test', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}

從運行結果看出，對cloneMap修改，兩個map都改變了，所以putAll還是淺複製。

那麼，如何實現深度複製呢？

可以使用序列化實現，如下爲谷歌Gson序列化HashMap，實現深度複製的例子：

public class CopyDeepMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Integer, User> userMap = new HashMap<>();
        userMap.put(1, new User("jay", 26));
        userMap.put(2, new User("fany", 25));
        //Shallow clone
        Gson gson = new Gson();
        String jsonString = gson.toJson(userMap);
        Type type = new TypeToken<HashMap<Integer, User>>(){}.getType();
        HashMap<Integer, User> clonedMap = gson.fromJson(jsonString, type);
        //Same as userMap
        System.out.println(clonedMap);
        System.out.println("\nChanges reflect in only one map \n");
        //Change a value is clonedMap
        clonedMap.get(1).setName("test");
        //Verify content of both maps
        System.out.println(userMap);
        System.out.println(clonedMap);
    }
}

運行結果：

{1=User{name='jay', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}
Changes reflect in only one map
{1=User{name='jay', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}
{1=User{name='test', age=26}, 2=User{name='fany', age=25}}

從運行結果看出，對cloneMap修改，userMap沒有被改變，所以是深度複製。

參考與感謝

Top 9 questions about Java Maps
Best way to create an empty map in Java
How to clone HashMap – Shallow and Deep Copy

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有關於Java Map，應該掌握的8個問題

前言

1、如何把一個Map轉化爲List

2、如何遍歷一個Map

通過entrySet+for實現遍歷

通過Iterator+while實現遍歷

3、如何根據Map的keys進行排序

把Map.Entry放進list，再用Comparator對list進行排序

使用SortedMap+TreeMap+Comparator實現

4、如何對Map的values進行排序

5、如何初始化一個靜態/不可變的Map

6、HashMap, TreeMap, and Hashtable，ConcurrentHashMap的區別

7、如何創建一個空map

8、有關於map的複製

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