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[Java教程]【Simple Java】HashMap vs TreeMap vs Hashtable vs LinkedHashMap


Map是一个重要的数据结构,本篇文章将介绍如何使用不同的Map,如HashMap,TreeMap,HashTable和LinkedHashMap。

Map概览

 

Java中有四种常见的Map实现,HashMap,TreeMap,HashTable和LinkedHashMap,我们可以使用一句话来描述各个Map,如下:

  • HashMap:基于散列表实现,是无序的;
  • TreeMap:基于红黑树实现,按Key排序;
  • LinkedHashMap:保存了插入顺序;
  • Hashtable:是同步的,与HashMap类似;

HashMap

如果HashMap的Key是自己定义的对象,那么一般需要覆盖equals()和hashCode()方法,且要遵循他们之间的约定。

package simplejava;import java.util.HashMap;import java.util.Map.Entry;class Dog {  String color;  Dog(String c) {    color = c;  }  public String toString() {    return color + " dog";  }}public class Q26 {  public static void main(String[] args) {    HashMap<Dog, Integer> hashMap = new HashMap<Dog, Integer>();    Dog d1 = new Dog("red");    Dog d2 = new Dog("black");    Dog d3 = new Dog("white");    Dog d4 = new Dog("white");    hashMap.put(d1, 10);    hashMap.put(d2, 15);    hashMap.put(d3, 5);    hashMap.put(d4, 20);    //print size    System.out.println(hashMap.size());    //loop HashMap    for (Entry<Dog, Integer> entry : hashMap.entrySet()) {    System.out.println(entry.getKey().toString() + " - " +    entry.getValue());    }  }}

结果输出:

4
white dog - 5
red dog - 10
white dog - 20
black dog - 15

注意,我们不小心添加了两个"white dogs“,但是HashMap仍然存储它。这是不合理的,现在我们困惑到底有多少条白狗存入了HashMap,5还是20呢。

其实,Dog类应该是这样定义的:

class Dog {  String color;  Dog(String c) {    color = c;  }  public boolean equals(Object o) {    return ((Dog) o).color.equals(this.color);  }  public int hashCode() {    return color.length();  }  public String toString() {    return color + " dog";  }}

结果输出:

3
red dog - 10
white dog - 20
black dog - 15

原因是因为HashMap不允许两个相同的元素存入,默认情况下,Object的hashCode()和equals()会被用于判断两个对象是否相同。默认的hashCode()方法对于不同的对象会返回不同的值,而equals()方法只有当两个引用相等,即指向同一个对象的时候才返回true。如果你不是很清楚,可以自己检验下hashCode()和equals()之间的关系。

举个例子,可以检验下HashMap中最常用的方法,如iteration,print等。

TreeMap

TreeMap是按key排序的,让我们先看下如下代码,了解其“按key排序”思想。

package simplejava;import java.util.Map.Entry;import java.util.TreeMap;class Dog {  String color;  Dog(String c) {    color = c;  }  public boolean equals(Object o) {    return ((Dog) o).color.equals(this.color);  }  public int hashCode() {    return color.length();  }  public String toString() {    return color + " dog";  }}public class Q26 {  public static void main(String[] args) {    Dog d1 = new Dog("red");    Dog d2 = new Dog("black");    Dog d3 = new Dog("white");    Dog d4 = new Dog("white");    TreeMap<Dog, Integer> treeMap = new TreeMap<Dog, Integer>();    treeMap.put(d1, 10);    treeMap.put(d2, 15);    treeMap.put(d3, 5);    treeMap.put(d4, 20);    for (Entry<Dog, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {      System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());    }  }}

结果输出:

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: simplejava.Dog cannot be cast to java.lang.Comparable
    at java.util.TreeMap.compare(TreeMap.java:1188)
    at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:531)
    at simplejava.Q26.main(Q26.java:34)

由于TreeSet是基于Key排序的,所以作为key的对象需要相互比较,这就是为什么key需要实现Comparable接口。举个例子,你可以使用字符串作为Key,因为String已经实现了Comparable接口。

现在,让我们改变一下Dog,让它可比较,如下:

package simplejava;import java.util.Map.Entry;import java.util.TreeMap;class Dog implements Comparable<Dog> {  String color;  int size;  Dog(String c, int s) {    color = c;    size = s;  }  public String toString() {    return color + " dog";  }  @Override  public int compareTo(Dog o) {    return o.size - this.size;  }}public class Q26 {  public static void main(String[] args) {    Dog d1 = new Dog("red", 30);    Dog d2 = new Dog("black", 20);    Dog d3 = new Dog("white", 10);    Dog d4 = new Dog("white", 10);    TreeMap<Dog, Integer> treeMap = new TreeMap<Dog, Integer>();    treeMap.put(d1, 10);    treeMap.put(d2, 15);    treeMap.put(d3, 5);    treeMap.put(d4, 20);    for (Entry<Dog, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {      System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());    }  }}

结果打印:

red dog - 10
black dog - 15
white dog - 20

在这个例子中,我们是按dog的size来排序的;

如果"Dog d4 = new Dog("white", 10);"被替换成"Dog d4 = new Dog("white",40);",结果将输出如下信息:

white dog - 20
red dog - 10
black dog - 15
white dog - 5


这是因为当前TreeMap使用compareTo()去比较key,不同的size意味着不同的dogs。

HashTable

参考java文档:HashMap与HashTable基本类似,除了非同步和允许null外。

LinkedHashMap

LinkedHashMap是HashMap的子类,意味着它继承了HashMap的特性,除此之外,LinkedHashMap还保存了插入顺序。

让我们使用同样的代码,然后将HashMap替换成LinkedHashMap,如下:

package simplejava;import java.util.LinkedHashMap;import java.util.Map.Entry;class Dog {  String color;  Dog(String c) {    color = c;  }  public boolean equals(Object o) {    return ((Dog) o).color.equals(this.color);  }  public int hashCode() {    return color.length();  }  public String toString() {    return color + " dog";  }}public class Q26 {  public static void main(String[] args) {    Dog d1 = new Dog("red");    Dog d2 = new Dog("black");    Dog d3 = new Dog("white");    Dog d4 = new Dog("white");    LinkedHashMap<Dog, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<Dog, Integer>();    linkedHashMap.put(d1, 10);    linkedHashMap.put(d2, 15);    linkedHashMap.put(d3, 5);    linkedHashMap.put(d4, 20);    for (Entry<Dog, Integer> entry : linkedHashMap.entrySet()) {      System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());    }  }}

输出结果:

red dog - 10
black dog - 15
white dog - 20

如果我们使用HashMap,结果如下,区别在于没有保存插入顺序:

red dog - 10
white dog - 20
black dog - 15

 

更多阅读:ArrayList vs. LinkedList vs. Vector

译文链接:http://www.programcreek.com/2013/03/hashmap-vs-treemap-vs-hashtable-vs-linkedhashmap/