【Map vs Set】：Java數據存儲的“雙子星”對決

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目錄

🍰一、搜索

🍮1.概念

🍮2.模型

🍰二、Map

🍨1.什么是Map？

🍨2.Map的實例化

🍨3.Map的常見方法

🍨4.Map方法的使用

🍰三、Set

🍯1.什么是Set？

🍯2.Set的常見方法

🍯3.Set方法的使用

🍰四、Map和Set的區別

🍰一、搜索

🍮1.概念

搜索：是指在數據集合過程中查找特定元素或滿足特定條件元素的過程。如：在一組數組中查找特定的數字。常見的搜索有直接遍歷和二分查找.....

直接遍歷和二分查找比較適合靜態類型的查找，即一般不會對區間進行插入和刪除操作。

所以當需要動態查找時，即查找時要進行一些插入和刪除，上述的方法并不適用?。如：在學生系統中，快速查找學生的成績、統計單詞出現的次數、確保用戶名唯一（去重）。

Map和Set是一種專門用來進行搜索的容器或者數據結構，是一種適合動態查找的集合容器。

🍮2.模型

一般把搜索的數據稱為關鍵字（key），和關鍵字對應的稱為值（value），所以有兩種模型：

  • 1.純key模型：由唯一的鍵（key）組成，沒有與鍵直接關聯的特定值（value）。

? ? ? 特點：重點在于對鍵的管理和操作，常用于判斷某個元素是否存在。

? ? ? 應用場景：數據去重，黑名單過濾等......

  • 2.key-value模型：是一種鍵（key）和值（value）進行相關聯的數據組織形式。每個鍵都對應著一個特定的值，通過鍵可以快速查找、更新與之關聯的值。如查找在一串字符串中查找，某個單詞在該字符串中出現的次數。

? ? ? ?特點：鍵是唯一的，用于快速定位和訪問對應的值，其值可以是各種類型的數據。

? ? ? ?應用場景：廣泛應用于配置文件、數據庫等，比如，以用戶ID為鍵，存儲用戶姓名等為值。

Set只存儲了key，Map存儲的就是key—value的鍵對值。

🍰二、Map

🍨1.什么是Map？

Map是接口類，該類沒有繼承Collection，儲存的是<K,V>結構的鍵值對，并且K一定是唯一的，不能重復。

🍨2.Map的實例化

Map<K，V>是將鍵（key）與值（value）進行關聯的數據結構，K代表鍵的類型，V代表值的類型。

Map的實現類主要有HashMap,TreeMap

實例化的實現：

 public static void main(String[] args) {Map<String,Integer> map1=new HashMap<>();Map<String,Integer> map2=new TreeMap<>();}
  • ?Map是一個接口，不能直接實例化對象，如果要實例化對象只能通過其實現類TreeMap或者HashMap來實現

🍨3.Map的常見方法

方法解釋
V put（K key,V value）

設置key值與value值相關聯

V remove（Object key）將key對應的映射關系刪除
V remove（Object key,Object value）只有指定的鍵與指定的值相匹配時才可以刪除
V get（Object key）返回key對應的value值
V getOrDefault（Object key，V defalutValue）返回key對應的value，key不存在，返回默認值

Set<K> keySet（）

返回key中的不重復集合

Collection<V> values（）

返回value的可重復集合
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet（）返回所有的key-value的映射關系
boolean containsKey（Object key）判斷是否包含key
boolean containsValue（Object value）判斷是否包含value

🍨4.Map方法的使用

public static void main(String[] args) {Map<String,Integer> map=new HashMap<>();//map：設置k,v值map.put("a",2);map.put("c",5);map.put("s",21);//get：獲取key對應的value值System.out.println(map.get("a"));//2System.out.println(map.get("b"));//不存在key值，其默認值為null//getOrDefault：//如果map中有key值，返回key對應的value1值，否則返回設置的默認值System.out.println(map.getOrDefault("a",1));//2System.out.println(map.getOrDefault("b",3));//3//remove1：如果key值與指定的值相匹配，刪除；否則，不刪除map.remove("a",1);//不匹配不刪除System.out.println(map.get("a"));//a對應的value還是2//remove2：刪除key對應的value值map.remove("a");System.out.println(map.get("a"));//null//containsKey:判斷是否包含keySystem.out.println(map.containsKey("c"));//true//containsValue:判斷是否包含value值System.out.println(map.containsValue(10));//falseMap<String,Integer> map1=new TreeMap<>();map1.put("a",2);map1.put("a",3);map1.put("b",3);map1.put("c",6);//Set<K> keySet:返回key中不重復的集合Set<String> keySet=map1.keySet();System.out.println(keySet);//[a, b, c]//Collection<V> values:返回value中可重復的集合Collection<Integer> value=map1.values();System.out.println(value);//[3, 3, 6]//Set<K,V>> entrySet:返回key-value所有的映射關系Set<Map.Entry<String,Integer>> entrySet=map1.entrySet();System.out.println(entrySet);//[a=3, b=3, c=6]}

注意事項：

  • Map中存放鍵值對的Key是唯一的，value是可重復的，當put相同的key，不同的value值時，只是將key所對應的value值進行替換，以最后存放的value為主；?
public static void main(String[] args) {Map<String,Integer> map=new HashMap<>();map.put("a",11);map.put("a",24);map.put("a",15);System.out.println(map.get("a"));//15
}
  • 在HashMap中存放的key和value可以都為空，在TreeMap中插入鍵對值時，key不能為空，value可以為空；

HashMap

 public static void main(String[] args) {Map<String,Integer> map1=new HashMap<>();map1.put("a",null);map1.get("a");//無異常map1.put(null,null);map1.get(null);//無異常}

?TreeMap

  public static void main(String[] args) {Map<String,Integer> map1=new TreeMap<>();map1.put("a",null);map1.get("a");//無異常map1.put(null,2);map1.get(null);//報錯}

  • ?Map中鍵值對的key不能直接修改，可以直接修改value值，如果要修改key，只能將key刪除，在進行重新插入。
  • ?HashMap和TreeMap是Map的接口實現類，用于存儲鍵對值數據，以下是他們的區別：
Map的底層結構TreeMapHashMap
底層結構紅黑樹哈希表（數組+鏈表/紅黑樹）
插入/刪除/查找時間復雜度O（log2N）O（1）
是否有序關于Key有序無序
允許null鍵不允許，需可比較允許null鍵
線程安全不安全不安全
插入/刪除/查找區別需要進行元素比較通過哈希函數計算哈希地址
比較與覆寫key必須能夠比較，否則會拋出異常自定義類型需要覆寫equals和hashCode方法
應用場景需要key有序無序有序，需要更高的時間性能

🍰三、Set

🍯1.什么是Set？

Set是一個接口，繼承自Collection接口，有HashSet、TreeSet等實現類，HashSet基于哈希表實現，不保證元素有序；TreeSet基于紅黑樹實現，會對元素進行排序。

🍯2.Set的常見方法

方法解釋
boolean add（E e）添加元素，但元素重復不添加
boolean remove（Object o）刪除集合中元素o
boolean contains（Object o）判斷o是否包含在集合中
boolean isEmpty（）檢測是否為空，為空返回false，否則返回true
void clear（）清空
Iterator<E> iterator（）使用迭代器遍歷集合中的對象
int size（）返回set中元素個數
Object[] toArray（）將set中的元素轉換為數組返回
boolean containsAll（Collection<?>c）集合中的元素是否在set中的全部存在，是返回true，否則返回false
boolean addAll（Collection<? extend）將集合c中的元素添加到set中，可以達到去重的效果

🍯3.Set方法的使用

 public static void main(String[] args) {public static void main(String[] args) {Set<Integer> set1=new HashSet<>();//add：添加元素set1.add(5);set1.add(20);set1.add(15);set1.add(8);//remove:移除元素set1.remove(20);//是否包含該元素System.out.println(set1.contains(5));//trueSystem.out.println(set1.contains(2));//false//Iterator:遍歷集合Iterator<Integer> iterator=set1.iterator();while(iterator.hasNext()){System.out.print(iterator.next()+" ");//5 8 15}System.out.println();//isEmpty：判斷是否為空System.out.println(set1.isEmpty());//false：不為空//size:計算元素個數System.out.println(set1.size());//3//toArray：將set中的元素轉換為數組Integer[] toArray=set1.toArray(new Integer[0]);for (Integer x:toArray) {System.out.print(x+" ");//5 8 15}System.out.println();//containsAll:set是否包含指定集合的所有元素Set<Integer> set2=new HashSet<>();set2.add(1);set2.add(2);set2.add(3);Set<Integer> set3=new HashSet<>();set3.add(1);set3.add(2);//看set2中是否都包含set3集合中的元素boolean containsAll=set2.containsAll(set3);System.out.println(containsAll);//true//addAll：將集合中的元素添加到set中Set<Integer> set4=new TreeSet<>();set4.add(1);set4.add(5);set4.add(19);Set<Integer> set5=new TreeSet<>();set5.add(2);set5.add(1);set5.add(6);boolean addAll=set4.addAll(set5);Iterator<Integer> iterator1=set4.iterator();while(iterator1.hasNext()){//如果是HashSet那么不自動排序，如果是TreeSet就自動排序System.out.print(iterator1.next()+" ");//1 2 5 6 19}

注意：

  • ?Set只存儲了key，并且要求key一定要唯一，其key值不能進行修改，如果要進行修改需要刪除后再插入。
  • Set可以對集合進行去重；
  • TreeSet的底層是使用Map來實現的，其使用key與Object的一個默認對象作為鍵值對插入到Map中；
  • TreeSet和HashSet的區別
Set底層結構TreeSetHashSet
底層結構紅黑樹哈希表
插入/刪除/查找時間復雜度O（log2N）O（1）
是否有序key有序不一定有序
允許null鍵不允許，需可比較允許null鍵
線程安全不安全不安全
插入/刪除/查找區別按照紅黑樹的特性來進行插入和刪除1.先計算key哈希地址2.然后進行插入和刪除
比較與覆寫key必須能夠比較，否則會拋出ClassCastException異常

自定義類型需要覆寫equals和hashCode方法

應用場景需要key有序無關有序，需要更高的時間性能

🍰四、Map和Set的區別

區別MapSet
存儲形式是一種鍵對值（key-value）集合是值的集合，值存在單一的值，不存在重復元素
訪問方式get（key）方法沒有鍵對值的映射，一般通過for循環或者迭代器遍歷
唯一性鍵是唯一的，不用重復，值可以重復所有元素都是唯一的
應用場景需要建立映射關系的場景需要確保元素唯一的場景

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