map集合

2438-李同学

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1.1 概述

现实生活中,我们常会看到这样的一种集合:IP地址与主机名,身份证号与个人,系统用户名与系统用户对象等,这种一一对应的关系,就叫做映射。Java提供了专门的集合类用来存放这种对象关系的对象,即`java.util.Map`接口。

我们通过查看`Map`接口描述,发现`Map`接口下的集合与`Collection`接口下的集合,它们存储数据的形式不同,如下图。

![](img/Collection与Map.bmp)

* `Collection`中的集合,元素是孤立存在的(理解为单身),向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。
* `Map`中的集合,元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。
* `Collection`中的集合称为单列集合,`Map`中的集合称为双列集合。
* 需要注意的是,`Map`中的集合不能包含重复的键,值可以重复;每个键只能对应一个值。

## 1.2  Map常用子类

通过查看Map接口描述,看到Map有多个子类,这里我们主要讲解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。

* **HashMap**:存储数据采用的哈希表结构,元素的存取顺序不能保证一致。由于要保证键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。
* **LinkedHashMap**:HashMap下有个子类LinkedHashMap,存储数据采用的哈希表结构+链表结构。通过链表结构可以保证元素的存取顺序一致;通过哈希表结构可以保证的键的唯一、不重复,需要重写键的hashCode()方法、equals()方法。

> tips:Map接口中的集合都有两个泛型变量,在使用时,要为两个泛型变量赋予数据类型。两个泛型变量的数据类型可以相同,也可以不同。
>

## 1.3  Map接口中的常用方法

Map接口中定义了很多方法,常用的如下:

* `public V put(K key, V value)`:  把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
* `public V remove(Object key)`: 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除,返回被删除元素的值。
* `public V get(Object key)` 根据指定的键,在Map集合中获取对应的值。
* `boolean containsKey(Object key)  ` 判断集合中是否包含指定的键。
* `public Set keySet()`: 获取Map集合中所有的键,存储到Set集合中。
* `public Set> entrySet()`: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

Map接口的方法演示

~~~java
public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建 map对象
        HashMap<String, String>  map = new HashMap<String, String>();

        //添加元素到集合
        map.put("黄晓明", "杨颖");
        map.put("文章", "马伊琍");
        map.put("邓超", "孙俪");
        System.out.println(map);

        //String remove(String key)
        System.out.println(map.remove("邓超"));
        System.out.println(map);

        // 想要查看 黄晓明的媳妇 是谁
        System.out.println(map.get("黄晓明"));
        System.out.println(map.get("邓超"));    
    }
}
~~~

> tips:
>
> 使用put方法时,若指定的键(key)在集合中没有,则没有这个键对应的值,返回null,并把指定的键值添加到集合中; 
>
> 若指定的键(key)在集合中存在,则返回值为集合中键对应的值(该值为替换前的值),并把指定键所对应的值,替换成指定的新值。 

## 1.4   Map集合遍历键找值方式

键找值方式:即通过元素中的键,获取键所对应的值

分析步骤:

1. 获取Map中所有的键,由于键是唯一的,所以返回一个Set集合存储所有的键。方法提示:`keyset()`
2. 遍历键的Set集合,得到每一个键。
3. 根据键,获取键所对应的值。方法提示:`get(K key)`

代码演示:

~~~java
public class MapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Map集合对象 
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        //添加元素到集合 
        map.put("胡歌", "霍建华");
        map.put("郭德纲", "于谦");
        map.put("薛之谦", "大张伟");

        //获取所有的键  获取键集
        Set<String> keys = map.keySet();
        // 遍历键集 得到 每一个键
        for (String key : keys) {
            //key  就是键
            //获取对应值
            String value = map.get(key);
            System.out.println(key+"的CP是:"+value);
        }  
    }
}
~~~

遍历图解:

![](img/Map集合遍历方式一.bmp)

## 1.5  Entry键值对对象

我们已经知道,`Map`中存放的是两种对象,一种称为**key**(键),一种称为**value**(值),它们在在`Map`中是一一对应关系,这一对对象又称做`Map`中的一个`Entry(项)`。`Entry`将键值对的对应关系封装成了对象。即键值对对象,这样我们在遍历`Map`集合时,就可以从每一个键值对(`Entry`)对象中获取对应的键与对应的值。

 既然Entry表示了一对键和值,那么也同样提供了获取对应键和对应值得方法:

* `public K getKey()`:获取Entry对象中的键。
* `public V getValue()`:获取Entry对象中的值。

在Map集合中也提供了获取所有Entry对象的方法:

* `public Set> entrySet()`: 获取到Map集合中所有的键值对对象的集合(Set集合)。

## 1.6 Map集合遍历键值对方式

键值对方式:即通过集合中每个键值对(Entry)对象,获取键值对(Entry)对象中的键与值。

操作步骤与图解:

1.  获取Map集合中,所有的键值对(Entry)对象,以Set集合形式返回。方法提示:`entrySet()`。

2.  遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合,得到每一个键值对(Entry)对象。
3.  通过键值对(Entry)对象,获取Entry对象中的键与值。  方法提示:`getkey() getValue()`     

~~~java
public class MapDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Map集合对象 
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        // 添加元素到集合 
        map.put("胡歌", "霍建华");
        map.put("郭德纲", "于谦");
        map.put("薛之谦", "大张伟");

        // 获取 所有的 entry对象  entrySet
        Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();

        // 遍历得到每一个entry对象
        for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
            // 解析 
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();  
            System.out.println(key+"的CP是:"+value);
        }
    }
}
~~~

遍历图解:

![](img/Map集合遍历方式二.bmp)

> tips:Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了。
>

## 1.7  HashMap存储自定义类型键值

练习:每位学生(姓名,年龄)都有自己的家庭住址。那么,既然有对应关系,则将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。

> 注意,学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生。
>

编写学生类:

~~~java
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}
~~~

编写测试类:

~~~java 
public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1,创建Hashmap集合对象。
        Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();
        //2,添加元素。
        map.put(newStudent("lisi",28), "上海");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");
        map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");
        map.put(newStudent("zhouqi",25), "广州");
        map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");
        
        //3,取出元素。键找值方式
        Set<Student>keySet = map.keySet();
        for(Student key: keySet){
            Stringvalue = map.get(key);
            System.out.println(key.toString()+"....."+value);
        }
    }
}
~~~

* 当给HashMap中存放自定义对象时,如果自定义对象作为key存在,这时要保证对象唯一,必须复写对象的hashCode和equals方法(如果忘记,请回顾HashSet存放自定义对象)。
* 如果要保证map中存放的key和取出的顺序一致,可以使用`java.util.LinkedHashMap`集合来存放。

## 1.8   LinkedHashMap

我们知道HashMap保证成对元素唯一,并且查询速度很快,可是成对元素存放进去是没有顺序的,那么我们要保证有序,还要速度快怎么办呢?

在HashMap下面有一个子类LinkedHashMap,它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

~~~java
public class LinkedHashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();
        map.put("邓超", "孙俪");
        map.put("李晨", "范冰冰");
        map.put("刘德华", "朱丽倩");
        Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
            System.out.println(entry.getKey() + "  " + entry.getValue());
        }
    }
}
~~~

结果:

~~~
邓超  孙俪
李晨  范冰冰
刘德华  朱丽倩
~~~

## 1.9 Map集合练习

**需求:**

计算一个字符串中每个字符出现次数。

**分析:**

1.  获取一个字符串对象
2.  创建一个Map集合,键代表字符,值代表次数。
3.  遍历字符串得到每个字符。
4.  判断Map中是否有该键。
5.  如果没有,第一次出现,存储次数为1;如果有,则说明已经出现过,获取到对应的值进行++,再次存储。     
6.  打印最终结果

**代码:**

~~~java
public class MapTest {
public static void main(String[] args) {
        //友情提示
        System.out.println("请录入一个字符串:");
        String line = new Scanner(System.in).nextLine();
        // 定义 每个字符出现次数的方法
        findChar(line);
    }
    private static void findChar(String line) {
        //1:创建一个集合 存储  字符 以及其出现的次数
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
        //2:遍历字符串
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
            char c = line.charAt(i);
            //判断 该字符 是否在键集中
            if (!map.containsKey(c)) {//说明这个字符没有出现过
                //那就是第一次
                map.put(c, 1);
            } else {
                //先获取之前的次数
                Integer count = map.get(c);
                //count++;
                //再次存入  更新
                map.put(c, ++count);
            }
        }
        System.out.println(map);
    }
}
~~~

# 第二章 补充知识点

## 2.1  JDK9对集合添加的优化

通常,我们在代码中创建一个集合(例如,List 或 Set ),并直接用一些元素填充它。 实例化集合,几个 add方法 调用,使得代码重复。

~~~java
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        list.add("def");
        list.add("ghi");
        System.out.println(list);
    }
}
~~~

 Java 9,添加了几种集合工厂方法,更方便创建少量元素的集合、map实例。新的List、Set、Map的静态工厂方法可以更方便地创建集合的不可变实例。

例子:

~~~java
public class HelloJDK9 {  
    public static void main(String[] args) {  
        Set<String> str1=Set.of("a","b","c");  
        //str1.add("c");这里编译的时候不会错,但是执行的时候会报错,因为是不可变的集合  
        System.out.println(str1);  
        Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2);  
        System.out.println(str2);  
        List<String> str3=List.of("a","b");  
        System.out.println(str3);  
    }  
} 
~~~

需要注意以下两点:

> 1:of()方法只是Map,List,Set这三个接口的静态方法,其父类接口和子类实现并没有这类方法,比如    HashSet,ArrayList等待;
>
> 2:返回的集合是不可变的;

## 2.2 Debug追踪

**使用IDEA的断点调试功能,查看程序的运行过程**

1. 在有效代码行,点击行号右边的空白区域,设置断点,程序执行到断点将停止,我们可以手动来运行程序   

      ![](img/debug1.png)

2. 点击Debug运行模式       ![](img/debug2.png)                                                                                                                                                                      

3.  程序停止在断点上不再执行,而IDEA最下方打开了Debug调试窗口  

     ![](img/debug3.png)![](img/debug4.png)

4. Debug调试窗口介绍

    ![](img/debug5.png)

5. 快捷键F8,代码向下执行一行,第九行执行完毕,执行到第10行(第10行还未执行)

   ![](img/debug6.png)

6. 切换到控制台面板,控制台显示 请录入一个字符串: 并且等待键盘录入

   ![](img/debug7.png)

7. 快捷键F8,程序继续向后执行,执行键盘录入操作,在控制台录入数据 ababcea

   ![](img/debug8.png)

   回车之后效果:![](img/debug9.png)

   调试界面效果:![](img/debug0.png)

8. 此时到达findChar方法,快捷键F7,进入方法findChar

   ![](img/debug11.png)

9. 快捷键F8 接续执行,创建了map对象,变量区域显示

   ![](img/debug12.png)

10. 快捷键F8 接续执行,进入到循环中,循环变量i为 0,F8再继续执行,就获取到变量c赋值为字符‘a’ 字节值97

    ![](img/debug13.png)

11. 快捷键F8 接续执行,进入到判断语句中,因为该字符 不在Map集合键集中,再按F8执行,进入该判断中

    ![](img/debug14.png)

12. 快捷键F8 接续执行,循环结束,进入下次循环,此时map中已经添加一对儿元素

    ![](img/debug15.png)

13. 快捷键F8 接续执行,进入下次循环,再继续上面的操作,我们就可以看到代码每次是如何执行的了

    ![](img/debug16.png)

14. 如果不想继续debug,那么可以使用快捷键F9,程序正常执行到结束,程序结果在控制台显示

    ![](img/debug17.png)

# 第三章  模拟斗地主洗牌发牌

## 3.1 案例介绍

按照斗地主的规则,完成洗牌发牌的动作。

![](img/斗地主.png)

具体规则:

1. 组装54张扑克牌将
2. 54张牌顺序打乱
3. 三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌。
4. 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌

> 规则:手中扑克牌从大到小的摆放顺序:大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3
>

## 3.2 案例需求分析

1.  准备牌:


完成数字与纸牌的映射关系:

使用双列Map(HashMap)集合,完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。

2.  洗牌:

通过数字完成洗牌发牌

3.  发牌:

将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌,剩余牌通过对3取模依次发牌。

存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。

将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。

4.  看牌:

通过Map集合找到对应字符展示。

通过查询纸牌与数字的对应关系,由数字转成纸牌字符串再进行展示。

![](img/斗地主分析.png)

## 3.3  实现代码步骤

~~~java
public class Poker {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 1组装54张扑克牌
         */
        // 1.1 创建Map集合存储
        HashMap pokerMap = new HashMap();
        // 1.2 创建 花色集合 与 数字集合
        ArrayList colors = new ArrayList();
        ArrayList numbers = new ArrayList();

        // 1.3 存储 花色 与数字
        Collections.addAll(colors, "♦", "♣", "♥", "♠");
        Collections.addAll(numbers, "2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3");
        // 设置 存储编号变量
        int count = 1;
        pokerMap.put(count++, "大王");
        pokerMap.put(count++, "小王");
        // 1.4 创建牌 存储到map集合中
        for (String number : numbers) {
            for (String color : colors) {
                String card = color + number;
                pokerMap.put(count++, card);
            }
        }
        /*
         * 2 将54张牌顺序打乱
         */
        // 取出编号 集合
        Set numberSet = pokerMap.keySet();
        // 因为要将编号打乱顺序 所以 应该先进行转换到 list集合中
        ArrayList numberList = new ArrayList();
        numberList.addAll(numberSet);

        // 打乱顺序
        Collections.shuffle(numberList);

        // 3 完成三个玩家交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌
        // 3.1 发牌的编号
        // 创建三个玩家编号集合 和一个 底牌编号集合
        ArrayList noP1 = new ArrayList();
        ArrayList noP2 = new ArrayList();
        ArrayList noP3 = new ArrayList();
        ArrayList dipaiNo = new ArrayList();

        // 3.2发牌的编号
        for (int i = 0; i < numberList.size(); i++) {
            // 获取该编号
            Integer no = numberList.get(i);
            // 发牌
            // 留出底牌
            if (i >= 51) {
                dipaiNo.add(no);
            } else {
                if (i % 3 == 0) {
                    noP1.add(no);
                } else if (i % 3 == 1) {
                    noP2.add(no);
                } else {
                    noP3.add(no);
                }
            }
        }

        // 4 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌
        // 4.1 对手中编号进行排序
        Collections.sort(noP1);
        Collections.sort(noP2);
        Collections.sort(noP3);
        Collections.sort(dipaiNo);

        // 4.2 进行牌面的转换
        // 创建三个玩家牌面集合 以及底牌牌面集合
        ArrayList player1 = new ArrayList();
        ArrayList player2 = new ArrayList();
        ArrayList player3 = new ArrayList();
        ArrayList dipai = new ArrayList();

        // 4.3转换
        for (Integer i : noP1) {
            // 4.4 根据编号找到 牌面 pokerMap
            String card = pokerMap.get(i);
            // 添加到对应的 牌面集合中
            player1.add(card);
        }

        for (Integer i : noP2) {
            String card = pokerMap.get(i);
            player2.add(card);
        }
        for (Integer i : noP3) {
            String card = pokerMap.get(i);
            player3.add(card);
        }
        for (Integer i : dipaiNo) {
            String card = pokerMap.get(i);
            dipai.add(card);
        }

        //4.5 查看
        System.out.println("令狐冲:"+player1);
        System.out.println("石破天:"+player2);
        System.out.println("鸠摩智:"+player3);
        System.out.println("底牌:"+dipai);
    }
}

拜师教育学员文章:作者:2438-李同学, 转载或复制请以 超链接形式 并注明出处 拜师资源博客
原文地址:《map集合》 发布于2022-01-20

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