Java8集合

Java的集合在Java21发生了一定的变化。我还没摸明白,先弄Java8的吧。Java8的集合基本就如下图所示。

Java 集合框架可以分为两条大的支线:

  • 一、Collection,主要由 List、Set、Queue 组成:

    • List 代表有序、可重复的集合,典型代表就是封装了动态数组的 ArrayList 和封装了链表的 LinkedList;

    • Set 代表无序、不可重复的集合,典型代表就是 HashSet 和 TreeSet;

    • Queue 代表队列,典型代表就是双端队列 ArrayDeque,以及优先级队列 PriorityQueue。

  • Map,代表键值对的集合,典型代表就是 HashMap。

01、List

List 的特点是存取有序,可以存放重复的元素,可以用下标对元素进行操作。

1.ArrayList

先来一段 ArrayList 的增删改查,学会用。

// 创建一个集合
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
// 添加元素
list.add("Hanser");
list.add("Hanserwei");
list.add("LikeYY");

// 遍历集合 for 循环
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    String s = list.get(i);
    System.out.println(s);
}
// 遍历集合 for each
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

// 删除元素
list.remove(1);
// 遍历集合
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

// 修改元素
list.set(1, "Hanserwu");
// 遍历集合
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

简单介绍一下 ArrayList 的特征,后面我应该还有更新原理篇还会详细讲。

  • ArrayList 是由数组实现的,支持随机存取,也就是可以通过下标直接存取元素;

  • 从尾部插入和删除元素会比较快捷,从中间插入和删除元素会比较低效,因为涉及到数组元素的复制和移动;

  • 如果内部数组的容量不足时会自动扩容,因此当元素非常庞大的时候,效率会比较低。

2.LinkedList

卧槽,这鸡毛玩意算法的第一个拦路虎。ListNode快刻进DNA里面了,可惜这个是双向链表比LeetCode的难。

同样先来一段 LinkedList 的增删改查,和 ArrayList 几乎没什么差别。

// 创建一个集合
LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
// 添加元素
list.add("Hanser");
list.add("Hanserwei");
list.add("LikeYY");

// 遍历集合 for 循环
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    String s = list.get(i);
    System.out.println(s);
}
// 遍历集合 for each
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

// 删除元素
list.remove(1);
// 遍历集合
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

// 修改元素
list.set(1, "Hanserwu");
// 遍历集合
for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

不过,LinkedList 和 ArrayList 仍然有较大的不同,后面原理篇也会详细地讲。

  • LinkedList 是由双向链表实现的,不支持随机存取,只能从一端开始遍历,直到找到需要的元素后返回;

  • 任意位置插入和删除元素都很方便,因为只需要改变前一个节点和后一个节点的引用即可,不像 ArrayList 那样需要复制和移动数组元素;

  • 因为每个元素都存储了前一个和后一个节点的引用,所以相对来说,占用的内存空间会比 ArrayList 多一些。

3.Vector和Stack

这两个我都没画进图里,说明不常用,Stack在算法题用得比较多,不过这还是讲一下吧。

List 的实现类还有一个 Vector,是一个元老级的类,比 ArrayList 出现得更早。ArrayList 和 Vector 非常相似,只不过 Vector 是线程安全的,像 get、set、add 这些方法都加了 synchronized 关键字,就导致执行效率会比较低,所以现在已经很少用了。

我就不写太多代码了,只看一下 add 方法的源码就明白了。

public synchronized boolean add(E e) {
    elementData[elementCount++] = e;
    return true;
}

这种加了同步方法的类,注定会被淘汰掉,就像StringBuilder 取代 StringBuffer那样。JDK 源码也说了:

如果不需要线程安全,建议使用 ArrayList 代替 Vector。

image-20250726221706725

这个东西算是老东西,Java21也不废除估计还有地方要用?我猜测哈,我也不知道。

Stack 是 Vector 的一个子类,本质上也是由动态数组实现的,只不过还实现了先进后出的功能(在 get、set、add 方法的基础上追加了 pop「返回并移除栈顶的元素」、peek「只返回栈顶元素」等方法),所以叫栈。

下面是这两个方法的源码,增删改查我就不写了,和 ArrayList 和 LinkedList 几乎一样。

public synchronized E pop() {
    E       obj;
    int     len = size();

    obj = peek();
    removeElementAt(len - 1);

    return obj;
}

public synchronized E peek() {
    int     len = size();

    if (len == 0)
        throw new EmptyStackException();
    return elementAt(len - 1);
}

不过,由于 Stack 执行效率比较低(方法上同样加了 synchronized 关键字),就被双端队列 ArrayDeque 取代了(下面会介绍)。

02、Set

Set 的特点是存取无序,不可以存放重复的元素,不可以用下标对元素进行操作,和 List 有很多不同。

1.HashSet

HashSet 其实是由 HashMap 实现的,只不过值由一个固定的 Object 对象填充,而键用于操作。来简单看一下它的源码。

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private transient HashMap<E,Object> map;

    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
    private static final Object PRESENT = new Object();

    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

    public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }
}

实际开发中,HashSet 并不常用,比如,如果我们需要按照顺序存储一组元素,那么 ArrayList 和 LinkedList 可能更适合;如果我们需要存储键值对并根据键进行查找,那么 HashMap 可能更适合。

来一段增删改查体验一下:

// 创建一个新的HashSet
HashSet<String> set = new HashSet<>();

// 添加元素
set.add("Hanser");
set.add("Hanserwei");
set.add("LikeYY");

// 输出HashSet的元素个数
System.out.println("HashSet size: " + set.size()); // output: 3

// 判断元素是否存在于HashSet中
boolean containsWanger = set.contains("Hanserwei");
System.out.println("Does set contain 'Hanserwei'? " + containsWanger); // output: true

// 删除元素
boolean removeWanger = set.remove("Hanserwei");
System.out.println("Removed 'Hanserwei'? " + removeWanger); // output: true

// 修改元素,需要先删除后添加
boolean removeChenmo = set.remove("Hanser");
boolean addBuChenmo = set.add("hanser");
System.out.println("Modified set? " + (removeChenmo && addBuChenmo)); // output: true

// 输出修改后的HashSet
System.out.println("HashSet after modification: " + set); // output: [hanser, LikeYY]

HashSet 主要用于去重,比如,我们需要统计一篇文章中有多少个不重复的单词,就可以使用 HashSet 来实现。

// 创建一个 HashSet 对象
HashSet<String> set = new HashSet<>();

// 添加元素
set.add("Hanser");
set.add("Hanserwei");
set.add("LikeYY");
set.add("Hanser");

// 输出 HashSet 的元素个数
System.out.println("HashSet size: " + set.size()); // output: 3

// 遍历 HashSet
for (String s : set) {
    System.out.println(s);
}

从上面的例子可以看得出,HashSet 会自动去重,因为它是用 HashMap 实现的,HashMap的键是唯一的(哈希值),相同键的值会覆盖掉原来的值,于是第二次 set.add("Hanser") 的时候就覆盖了第一次的 set.add("Hanser")

2.LinkedHashSet

LinkedHashSet 虽然继承自 HashSet,其实是由 LinkedHashMap 实现的。

这是 LinkedHashSet 的无参构造方法:

public LinkedHashSet() {
    super(16, .75f, true);
}

super 的意思是它将调用父类的 HashSet 的一个有参构造方法:

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
    map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

看到 LinkedHashMap 了吧,这个我们后面会去讲。

好吧,来看一段 LinkedHashSet 的增删改查吧。

LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();

// 添加元素
set.add("Hanser");
set.add("Hanserwei");
set.add("LikeYY");

// 删除元素
set.remove("Hanser");

// 修改元素
set.remove("Hanser");
set.add("HanserIsDog");

// 查找元素
boolean hasLikeYY = set.contains("LikeYY");
System.out.println("set包含LikeYY吗?" + hasLikeYY);

在以上代码中,我们首先创建了一个 LinkedHashSet 对象,然后使用 add 方法依次添加了三个元素:Hanser、Hanserwei和LikeYY。接着,我们使用 remove 方法删除了Hanser这个元素,并使用 remove 和 add 方法修改了Hanser这个元素。最后,我们使用 contains 方法查找了LikeYY这个元素是否存在于 set 中,并打印了结果。

LinkedHashSet 是一种基于哈希表实现的 Set 接口,它继承自 HashSet,并且使用链表维护了元素的插入顺序。因此,它既具有 HashSet 的快速查找、插入和删除操作的优点,又可以维护元素的插入顺序。

3.TreeSet

TreeSet 是由 TreeMap(后面会讲) 实现的,只不过同样操作的键位,值由一个固定的 Object 对象填充。与 TreeMap 相似,TreeSet 是一种基于红黑树实现的有序集合,它实现了 SortedSet 接口,可以自动对集合中的元素进行排序。按照键的自然顺序或指定的比较器顺序进行排序。提一嘴,如果面试官让你手写红黑树,你就应该知道,他不是很想要你了。

// 创建一个 TreeSet 对象
TreeSet<String> set = new TreeSet<>();

// 添加元素
set.add("Hanser");
set.add("Hanserwei");
set.add("LikeYY");
System.out.println(set); // 输出 [Hanser, Hanserwei, LikeYY]

// 删除元素
set.remove("Hanser");
System.out.println(set); // 输出 [Hanserwei, LikeYY]

// 修改元素:TreeSet 中的元素不支持直接修改,需要先删除再添加
set.remove("LikeYY");
set.add("YYLike");
System.out.println(set); // 输出 [Hanserwei, YYLike]

// 查找元素
System.out.println(set.contains("Hanserwei")); // 输出 true
System.out.println(set.contains("Hanser")); // 输出 false

需要注意的是,TreeSet 不允许插入 null 元素,否则会抛出 NullPointerException 异常。也很好理解,红黑树要自平衡嘛,你传个null如何排序嘛。

总体上来说,Set 集合不是关注的重点,因为底层都是由 Map 实现的,为什么要用 Map 实现呢?是因为 Map 的键不允许重复、无序吗?

03、Queue

Queue,也就是队列,通常遵循先进先出(FIFO)的原则,新元素插入到队列的尾部,访问元素返回队列的头部。

1.ArrayDeque

从名字上可以看得出,ArrayDeque 是一个基于数组实现的双端队列,为了满足可以同时在数组两端插入或删除元素的需求,数组必须是循环的,也就是说数组的任何一点都可以被看作是起点或者终点。

这是一个包含了 4 个元素的双端队列,和一个包含了 5 个元素的双端队列。

img

head 指向队首的第一个有效的元素,tail 指向队尾第一个可以插入元素的空位,因为是循环数组,所以 head 不一定从是从 0 开始,tail 也不一定总是比 head 大。

来一段 ArrayDeque 的增删改查吧。

// 创建一个ArrayDeque
ArrayDeque<String> deque = new ArrayDeque<>();

// 添加元素
deque.add("Hanser");
deque.add("Hanserwei");
deque.add("LikeYY");

// 删除元素
deque.remove("Hanser");

// 修改元素
deque.remove("Hanserwei");
deque.add("Hanserwu");

// 查找元素
boolean hasLikeYY = deque.contains("LikeYY");
System.out.println("deque包含LikeYY吗?" + hasLikeYY);

2.LinkedList

LinkedList 一般应该归在 List 下,只不过,它也实现了 Deque 接口,可以作为队列来使用。等于说,LinkedList 同时实现了 Stack、Queue、PriorityQueue 的所有功能。所以在算法题遇到需队列的数据结构的时候,一般就是它。需要排序就是PriorityQueue。

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{}

换句话说,LinkedList 和 ArrayDeque 都是 Java 集合框架中的双向队列(deque),它们都支持在队列的两端进行元素的插入和删除操作。不过,LinkedList 和 ArrayDeque 在实现上有一些不同:

  • 底层实现方式不同:LinkedList 是基于链表实现的,而 ArrayDeque 是基于数组实现的。

  • 随机访问的效率不同:由于底层实现方式的不同,LinkedList 对于随机访问的效率较低,时间复杂度为 O(n),而 ArrayDeque 可以通过下标随机访问元素,时间复杂度为 O(1)。

  • 迭代器的效率不同:LinkedList 对于迭代器的效率比较低,因为需要通过链表进行遍历,时间复杂度为 O(n),而 ArrayDeque 的迭代器效率比较高,因为可以直接访问数组中的元素,时间复杂度为 O(1)。

  • 内存占用不同:由于 LinkedList 是基于链表实现的,它在存储元素时需要额外的空间来存储链表节点,因此内存占用相对较高,而 ArrayDeque 是基于数组实现的,内存占用相对较低。

因此,在选择使用 LinkedList 还是 ArrayDeque 时,需要根据具体的业务场景和需求来选择。如果需要在双向队列的两端进行频繁的插入和删除操作,并且需要随机访问元素,可以考虑使用 ArrayDeque;如果需要在队列中间进行频繁的插入和删除操作,可以考虑使用 LinkedList。

来一段 LinkedList 作为队列时候的增删改查吧,注意和它作为 List 的时候有很大的不同。

import java.util.LinkedList;
import java.util.Iterator;

public class LinkedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 LinkedList 对象
        LinkedList<String> queue = new LinkedList<>();

        // 添加元素
        queue.offer("Hanser");
        queue.offer("Hanserwei");
        queue.offer("LikeYY");
        System.out.println(queue); // 输出 [Hanser, Hanserwei, LikeYY]

        // 删除元素
        queue.poll();
        System.out.println(queue); // 输出 [Hanserwei, LikeYY]

        // 修改元素:LinkedList 中的元素不支持直接修改,需要先删除再添加
        String first = queue.poll(); // 删除 "Hanserwei"
        queue.offer("Hanserwu"); // 在末尾添加 "Hanserwu"
        System.out.println(queue); // 输出 [LikeYY, Hanserwu]

        // 查找元素:LinkedList 中的元素可以使用 get() 方法进行查找
        System.out.println(queue.get(0)); // 输出 LikeYY
        System.out.println(queue.contains("Hanser")); // 输出 false

        // 查找元素:使用迭代器的方式查找 "LikeYY"
        // 使用迭代器依次遍历元素并查找
        Iterator<String> iterator = queue.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            String element = iterator.next();
            if (element.equals("LikeYY")) {
                System.out.println("找到了:" + element);
                break;
            }
        }
    }
}

在使用 LinkedList 作为队列时,可以使用 offer() 方法将元素添加到队列的末尾,使用 poll() 方法从队列的头部删除元素。另外,由于 LinkedList 是链表结构,不支持随机访问元素,因此不能使用下标访问元素,需要使用迭代器或者 poll() 方法依次遍历元素。

3.PriorityQueue

PriorityQueue 是一种优先级队列,它的出队顺序与元素的优先级有关,执行 remove 或者 poll 方法,返回的总是优先级最高的元素。

import java.util.PriorityQueue;

public class PriorityQueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 PriorityQueue 对象
        PriorityQueue<String> queue = new PriorityQueue<>();

        // 添加元素
        queue.offer("Hanser");
        queue.offer("Hanserwei");
        queue.offer("LikeYY");
        System.out.println(queue); // 输出 [Hanser, Hanserwei, LikeYY] (注意:PriorityQueue的输出顺序可能不完全是你添加的顺序,它会根据元素的自然排序或自定义比较器进行内部排序)

        // 删除元素 (删除优先级最高的元素)
        queue.poll();
        System.out.println(queue); // 输出 [Hanserwei, LikeYY] (输出顺序仍取决于内部排序)

        // 修改元素:PriorityQueue 不支持直接修改元素,需要先删除再添加
        String first = queue.poll(); // 删除当前优先级最高的元素
        queue.offer("Hanserwu"); // 添加新元素
        System.out.println(queue); // 输出 [Hanserwu, LikeYY] (输出顺序取决于内部排序)

        // 查找元素:PriorityQueue 不支持随机访问元素,只能访问队首(优先级最高)元素
        System.out.println(queue.peek()); // 输出 Hanserwu
        System.out.println(queue.contains("LikeYY")); // 输出 true

        // 通过 for 循环的方式查找 LikeYY
        for (String element : queue) {
            if (element.equals("LikeYY")) {
                System.out.println("找到了:" + element);
                break;
            }
        }
    }
}

要想有优先级,元素就需要实现 Comparable 接口或者 Comparator 接口。

这里先来一段通过实现 Comparator 接口按照年龄姓名排序的优先级队列吧。

package demo04;

import lombok.Getter;

import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;

// 学生类,包含姓名、语文成绩和数学成绩
@Getter
class Student {
    // 获取学生姓名
    private String name;
    // 获取语文成绩
    private int chineseScore;
    // 获取数学成绩
    private int mathScore;

    // 构造函数
    public Student(String name, int chineseScore, int mathScore) {
        this.name = name;
        this.chineseScore = chineseScore;
        this.mathScore = mathScore;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", 总成绩=" + (chineseScore + mathScore) +
                '}';
    }
}

// 学生比较器,用于定义 PriorityQueue 的排序规则
class StudentComparator implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student s1, Student s2) {
        // 比较总成绩,实现降序排序(总成绩高的优先级高)
        return Integer.compare(s2.getChineseScore() + s2.getMathScore(),
                s1.getChineseScore() + s1.getMathScore());
    }
}

public class PriorityQueueComparatorExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个按照总成绩降序排序的优先级队列,使用自定义的 StudentComparator
        PriorityQueue<Student> queue = new PriorityQueue<>(new StudentComparator());

        // 添加学生元素
        queue.offer(new Student("Hanserwei", 80, 90)); // Hanserwei 总成绩 170
        System.out.println(queue);
        queue.offer(new Student("LikeYY", 95, 95));    // LikeYY 总成绩 190
        System.out.println(queue);
        queue.offer(new Student("Hanserwu", 90, 95));  // Hanserwu 总成绩 185
        System.out.println(queue);
        queue.offer(new Student("Hanser", 90, 80));    // Hanser 总成绩 170
        // 当总成绩相同时,PriorityQueue 的具体排序取决于内部实现,这里是添加顺序。
        // 但在取出时,仍会优先取出总成绩更高的。
        System.out.println(queue);

        System.out.println("按总成绩从高到低取出学生:");
        // 循环取出并打印队列中的元素,直到队列为空
        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.print(queue.poll() + " ");
        }
        System.out.println(); // 换行
    }
}

Student 是一个学生对象,包含姓名、语文成绩和数学成绩。

StudentComparator 实现了 Comparator 接口,对总成绩做了一个排序。

PriorityQueue 是一个优先级队列,参数为 StudentComparator,然后我们添加了 4 个学生对象进去。

来看一下输出结果:

[Student{name='Hanserwei', 总成绩=170}]
[Student{name='LikeYY', 总成绩=190}, Student{name='Hanserwei', 总成绩=170}]
[Student{name='LikeYY', 总成绩=190}, Student{name='Hanserwei', 总成绩=170}, Student{name='Hanserwu', 总成绩=185}]
[Student{name='LikeYY', 总成绩=190}, Student{name='Hanserwei', 总成绩=170}, Student{name='Hanserwu', 总成绩=185}, Student{name='Hanser', 总成绩=170}]
按总成绩从高到低取出学生:
Student{name='LikeYY', 总成绩=190} Student{name='Hanserwu', 总成绩=185} Student{name='Hanser', 总成绩=170} Student{name='Hanserwei', 总成绩=170} 

我们使用 offer 方法添加元素,最后用 while 循环遍历元素(通过 poll 方法取出元素),从结果可以看得出,PriorityQueue按照学生的总成绩由高到低进行了排序。

04、Map

Map 保存的是键值对,键要求保持唯一性,值可以重复。

1.HashMap

HashMap 实现了 Map 接口,可以根据键快速地查找对应的值——通过哈希函数将键映射到哈希表中的一个索引位置,从而实现快速访问。

这里先大致了解一下 HashMap 的特点:

  • HashMap 中的键和值都可以为 null。如果键为 null,则将该键映射到哈希表的第一个位置。

  • 可以使用迭代器或者 forEach 方法遍历 HashMap 中的键值对。

  • HashMap 有一个初始容量和一个负载因子。初始容量是指哈希表的初始大小,负载因子是指哈希表在扩容之前可以存储的键值对数量与哈希表大小的比率。默认的初始容量是 16,负载因子是 0.75。

来个简单的增删改查吧。

import java.util.HashMap;

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 HashMap 对象
        HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();

        // 添加键值对
        hashMap.put("Hanser", "hanser_pinyin");
        hashMap.put("Hanserwei", "hanserwei_pinyin");
        hashMap.put("LikeYY", "likeyy_pinyin");

        // 获取指定键的值
        String value1 = hashMap.get("Hanser");
        System.out.println("Hanser 对应的值为:" + value1);

        // 修改键对应的值
        hashMap.put("Hanser", "new_hanser_pinyin"); // 将 "Hanser" 的值修改为 "new_hanser_pinyin"
        String value2 = hashMap.get("Hanser");
        System.out.println("修改后 Hanser 对应的值为:" + value2);

        // 删除指定键的键值对
        hashMap.remove("Hanserwei"); // 删除键为 "Hanserwei" 的键值对

        // 遍历 HashMap
        System.out.println("\n遍历 HashMap 中的元素:");
        for (String key : hashMap.keySet()) {
            String value = hashMap.get(key);
            System.out.println(key + " 对应的值为:" + value);
        }
    }
}

2.LinkedHashMap

HashMap 已经非常强大了,但它是无序的。如果我们需要一个有序的 Map,就要用到 LinkedHashMap。

LinkedHashMap 是 HashMap 的子类,它使用链表来记录插入/访问元素的顺序。

LinkedHashMap 可以看作是 HashMap + LinkedList 的合体,它使用了哈希表来存储数据,又用了双向链表来维持顺序。

来一个简单的例子。

import java.util.LinkedHashMap;

public class LinkedHashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 LinkedHashMap 对象。LinkedHashMap 会保持插入的顺序。
        LinkedHashMap<String, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();

        // 添加键值对。这里的顺序将是遍历时的顺序。
        linkedHashMap.put("Hanser", "hanser_pinyin");
        linkedHashMap.put("Hanserwei", "hanserwei_pinyin");
        linkedHashMap.put("LikeYY", "likeyy_pinyin");

        // 遍历 LinkedHashMap。你会发现输出顺序和插入顺序一致。
        System.out.println("遍历 LinkedHashMap 中的元素(保持插入顺序):");
        for (String key : linkedHashMap.keySet()) {
            String value = linkedHashMap.get(key);
            System.out.println(key + " 对应的值为:" + value);
        }
    }
}

输出结果:

遍历 LinkedHashMap 中的元素(保持插入顺序):
Hanser 对应的值为:hanser_pinyin
Hanserwei 对应的值为:hanserwei_pinyin
LikeYY 对应的值为:likeyy_pinyin

从结果中可以看得出来,LinkedHashMap 维持了键值对的插入顺序,对吧?为了和 LinkedHashMap 做对比,我们用同样的数据试验一下 HashMap。

import java.util.HashMap;

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 HashMap 对象
        // HashMap 不保证元素的顺序,所以遍历时的顺序可能和插入顺序不同
        HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();

        // 添加键值对
        hashMap.put("Hanser", "hanser_pinyin");
        hashMap.put("Hanserwei", "hanserwei_pinyin");
        hashMap.put("LikeYY", "likeyy_pinyin");

        // 遍历 HashMap
        System.out.println("遍历 HashMap 中的元素:");
        for (String key : hashMap.keySet()) {
            String value = hashMap.get(key);
            System.out.println(key + " 对应的值为:" + value);
        }
    }
}

输出结果:

遍历 HashMap 中的元素:
Hanserwei 对应的值为:hanserwei_pinyin
Hanser 对应的值为:hanser_pinyin
LikeYY 对应的值为:likeyy_pinyin

HashMap 没有维持键值对的插入顺序,对吧?

3.TreeMap

TreeMap 实现了 SortedMap 接口,可以自动将键按照自然顺序或指定的比较器顺序排序,并保证其元素的顺序。内部使用红黑树来实现键的排序和查找。

同样来一个增删改查的 demo:

import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;

public class TreeMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 TreeMap 对象
        // TreeMap 会根据键的自然顺序(或自定义比较器)对元素进行排序
        Map<String, String> treeMap = new TreeMap<>();

        // 向 TreeMap 中添加键值对
        treeMap.put("Hanser", "hanser_pinyin");
        treeMap.put("Hanserwei", "hanserwei_pinyin");
        treeMap.put("LikeYY", "likeyy_pinyin");

        // 查找键值对
        String keyToFind = "Hanser";
        if (treeMap.containsKey(keyToFind)) {
            System.out.println("找到了 " + keyToFind + ": " + treeMap.get(keyToFind));
        } else {
            System.out.println("没有找到 " + keyToFind);
        }

        // 修改键值对
        String keyToModify = "Hanserwei";
        if (treeMap.containsKey(keyToModify)) {
            System.out.println("修改前的 " + keyToModify + ": " + treeMap.get(keyToModify));
            treeMap.put(keyToModify, "new_hanserwei_pinyin"); // 修改 "Hanserwei" 对应的值
            System.out.println("修改后的 " + keyToModify + ": " + treeMap.get(keyToModify));
        } else {
            System.out.println("没有找到 " + keyToModify);
        }

        // 删除键值对
        String keyToDelete = "LikeYY";
        if (treeMap.containsKey(keyToDelete)) {
            System.out.println("删除前的 " + keyToDelete + ": " + treeMap.get(keyToDelete));
            treeMap.remove(keyToDelete); // 删除键为 "LikeYY" 的键值对
            System.out.println("删除后的 " + keyToDelete + ": " + treeMap.get(keyToDelete));
        } else {
            System.out.println("没有找到 " + keyToDelete);
        }

        // 遍历 TreeMap
        System.out.println("\n遍历 TreeMap 中的元素(按键的自然顺序排序):");
        for (Map.Entry<String, String> entry : treeMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}

与 HashMap 不同的是,TreeMap 会按照键的顺序来进行排序。

// 创建一个 TreeMap 对象
Map<String, String> treeMap = new TreeMap<>();

// 向 TreeMap 中添加键值对
treeMap.put("c", "cat");
treeMap.put("a", "apple");
treeMap.put("b", "banana");

// 遍历 TreeMap
for (Map.Entry<String, String> entry : treeMap.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}

来看输出结果:

a: apple
b: banana
c: cat

默认情况下,已经按照键的自然顺序排过了。