【Java入门提高篇】Day19 Java容器类详解（二）Map接口

上一篇里介绍了容器家族里的大族长——Collection接口，今天来看看容器家族里的二族长——Map接口。

Map也是容器家族的一个大分支，但里面的元素都是以键值对（key-value）的形式存放的，就像字典一样，用相应的key就可以拿到相应的value。

先来看看Map接口的内容，下面是阉割版的Map接口（去掉了default method），去掉的部分涉及Stream操作，属于Map的高级用法，所以暂时不做介绍。

import java.io.Serializable;
import java.util.Collection;
import java.util.Comparator;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;

public interface Map<K,V> {
    // 查询操作

    /**
     * 返回键值对数量
     */
    int size();

    /**
     * Map是否为空
     */
    boolean isEmpty();

    /**
     * Map中是否包含指定的key
     */
    boolean containsKey(Object key);

    /**
     * Map中是否包含指定的value
     */
    boolean containsValue(Object value);

    /**
     * 根据key获取对应的value
     */
    V get(Object key);

    // Modification Operations

    /**
     * 插入键值对，如果Map中已经存在该key，则新的value会覆盖原来的value
     */
    V put(K key, V value);

    /**
     * 移除指定key对应的键值对，并返回相应的value
     */
    V remove(Object key);

    // 批量操作

    /**
     * 将另一个Map中的键值对全部复制过来
     */
    void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);

    /**
     * 移除所有键值对
     */
    void clear();

    // 视图

    /**
     * 返回包含Map中所有key的（Set类型）键视图，对Map的修改也会影响到键视图
     */
    Set<K> keySet();

    /**
     * 返回包含Map中所有value的（Collection类型）值视图，对Map的修改也会影响到值视图
     */
    Collection<V> values();

    /**
     * 返回包含Map中所有键值对的（java.util.Map.Entry类型）键值对视图
     */
    Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();

    /**
     * Map 键值对接口
     */
    interface Entry<K,V> {
        /**
         * 返回键
         */
        K getKey();

        /**
         * 返回值
         */
        V getValue();

        /**
         * 设置键
         */
        V setValue(V value);

        boolean equals(Object o);

        int hashCode();

        /**
         * 键比较器（内部比较器）
         */
        public static <K extends Comparable<? super K>, V> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByKey() {
            return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
                    (c1, c2) -> c1.getKey().compareTo(c2.getKey());
        }

        /**
         * 值比较器（内部比较器）
         */
        public static <K, V extends Comparable<? super V>> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByValue() {
            return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
                    (c1, c2) -> c1.getValue().compareTo(c2.getValue());
        }

        /**
         * 键比较器（外部比较器）
         */
        public static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByKey(Comparator<? super K> cmp) {
            Objects.requireNonNull(cmp);
            return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
                    (c1, c2) -> cmp.compare(c1.getKey(), c2.getKey());
        }

        /**
         * 值比较器（外部比较器）
         */
        public static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByValue(Comparator<? super V> cmp) {
            Objects.requireNonNull(cmp);
            return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
                    (c1, c2) -> cmp.compare(c1.getValue(), c2.getValue());
        }
    }

    // 比较和散列

    boolean equals(Object o);

    int hashCode();
}

可以看到，Map接口的内容，其实比Collection接口更丰富，这里因为省略了很多高级方法，而且里面包含了另外一个接口，Map.Entry接口，也就是一直所说的键值对，这个接口是Map中元素需要实现的接口。

Map有三种遍历方式：1.通过遍历KeySet来遍历所有键值对，2.通过遍历EntrySet来实现，3.通过EntrySet的Iterator来遍历。这里还有一个新概念——视图，视图其实就是一个集合，但是是一个不能修改的集合，只能对视图进行查询和遍历操作，在Map中一共有三个视图，键视图，值视图，键值对视图，下面可以看一个小栗子：

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put(1,11);
        map.put(2,22);
        map.put(3,33);

        Set<Integer> keys = map.keySet();
        Collection<Integer> values = map.values();
        Set<Map.Entry<Integer,Integer>> entries = map.entrySet();
        Iterator<Map.Entry<Integer,Integer>> iterator = entries.iterator();
        System.out.println(keys);
        System.out.println(values);
        System.out.println(entries);

        System.out.println("按keyset遍历");
        for (Integer key : keys){
            System.out.println("key:" + key + " value:" + map.get(key));
        }

        System.out.println("按键值对遍历");
        for (Map.Entry<Integer,Integer> entry : entries){
            System.out.println("entry:" + entry);
        }

        System.out.println("按iterator遍历");
        while (iterator.hasNext()){
            Map.Entry<Integer,Integer> entry = iterator.next();
            System.out.println("entry:" + entry);
        }

        map.put(2,444);
        map.put(4,44);
        System.out.println("修改后的视图");
        System.out.println(keys);
        System.out.println(values);
        System.out.println(entries);

        keys.add(5);
        values.add(55);
    }
}

输出如下：

[1, 2, 3]
[11, 22, 33]
[1=11, 2=22, 3=33]
按keyset遍历
key:1 value:11
key:2 value:22
key:3 value:33
按键值对遍历
entry:1=11
entry:2=22
entry:3=33
按iterator遍历
entry:1=11
entry:2=22
entry:3=33
修改后的视图
[1, 2, 3, 4]
[11, 444, 33, 44]
[1=11, 2=444, 3=33, 4=44]
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
at java.util.AbstractCollection.add(AbstractCollection.java:262)
at com.frank.chapter19.Test.main(Test.java:44)

栗子里介绍了三种遍历方式，也看到了三种视图的样子，当我们试图修改视图时，抛出了一个UnsupportedOperationException异常，表明该视图集合无法修改。

在Map.Entry接口里，还可以看到外部比较器和内部比较器，这两个概念暂时也不做介绍，在之后的文章里会介绍。

关于Map，要说的主要就这么多了，目前来说只需要知道Map是以键值对的形式进行存取，并了解Map接口中的主要方法及其作用，了解Map的遍历方法，和视图的概念就已经足够了。

本篇到此结束，欢迎大家继续关注。