HashMap、HashTable、LinkedHashMap和TreeMap用法和区别

Java为数据结构中的映射定义了一个接口java.util.Map，它有四个实现类，分别是HashMap、HashTable、LinkedHashMap和TreeMap。本节实例主要介绍这4中实例的用法和区别。
关键技术剖析：
Map用于存储键值对，根据键得到值，因此不允许键重复，值可以重复。

（1）HashMap是一个最常用的Map，它根据键的hashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。

HashMap最多只允许一条记录的键为null,如果出现多个null，那么最后一个会把之前的覆盖。可以允许多条记录的值为null。

HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用Collections.synchronizedMap(HashMap map)方法使HashMap具有同步的能力。
（2）Hashtable与HashMap类似，不同的是：它不允许记录的键或者值为空；它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable，然而，这也导致了Hashtable在写入时会比较慢。
（3）LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iteraor遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的。在遍历的时候会比HashMap慢。有HashMap的全部特性。
（4）TreeMap能够把它保存的记录根据键排序，默认是按升序排序，也可以指定排序的比较器。当用Iteraor遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。TreeMap的键和值都不能为空。

import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;
 
 
public class TestMap {
  
  
   public static void init(Map map){
      if (map != null){
         String key = null;
         for (int i=5; i>0; i--){
            key = new Integer(i).toString() + ".0";
            map.put(key, key.toString());
            //Map中的键是不重复的，如果插入两个键值一样的记录，
            //那么后插入的记录会覆盖先插入的记录
            map.put(key, key.toString() + "0");         }
      }
   }
  
   public static void output(Map map){
      if (map != null){
         Object key = null;
         Object value = null;
         //使用迭代器遍历Map的键，根据键取值
         Iterator it = map.keySet().iterator();
         while (it.hasNext()){
            key = it.next();
            value = map.get(key);
            System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );
         }
         //或者使用迭代器遍历Map的记录Map.Entry
         Map.Entry entry = null;
         it = map.entrySet().iterator();
         while (it.hasNext()){
            //一个Map.Entry代表一条记录
            entry = (Map.Entry)it.next();
            //通过entry可以获得记录的键和值
            //System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());
         }
      }
   }
  
   public static boolean containsKey(Map map, Object key){
      if (map != null){
         return map.containsKey(key);
      }
      return false;
   }
  
   public static boolean containsValue(Map map, Object value){
      if (map != null){
         return map.containsValue(value);
      }
      return false;
   }
  
   public static void testHashMap(){
      Map myMap = new HashMap();
      init(myMap);
      //HashMap的键可以为null
      myMap.put(null,"ddd");
      //HashMap的值可以为null
      myMap.put("aaa", null);
      output(myMap);
   }
  
   public static void testHashtable(){
      Map myMap = new Hashtable();
      init(myMap);
      //Hashtable的键不能为null
      //myMap.put(null,"ddd");
      //Hashtable的值不能为null
      //myMap.put("aaa", null);
      output(myMap);
   }
  
   public static void testLinkedHashMap(){
      Map myMap = new LinkedHashMap();
      init(myMap);
      //LinkedHashMap的键可以为null
      myMap.put(null,"ddd");
      myMap.put(null,"aaa");
      //LinkedHashMap的值可以为null
      myMap.put("aaa", null);
      output(myMap);
   }
  
   public static void testTreeMap(){
      Map myMap = new TreeMap();
      init(myMap);
      //TreeMap的键不能为null
      //myMap.put(null,"ddd");
      //TreeMap的值不能为null
      //myMap.put("aaa", null);
      output(myMap);
   }
 
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println("采用HashMap");
      TestMap.testHashMap();
      System.out.println("采用Hashtable");
      TestMap.testHashtable();
      System.out.println("采用LinkedHashMap");
      TestMap.testLinkedHashMap();
      System.out.println("采用TreeMap");
      TestMap.testTreeMap();
     
      Map myMap = new HashMap();
      TestMap.init(myMap);
      System.out.println("新初始化一个Map: myMap");
      TestMap.output(myMap);
      //清空Map
      myMap.clear();
      System.out.println("将myMap clear后，myMap空了么?  " + myMap.isEmpty());
      TestMap.output(myMap);
      myMap.put("aaa", "aaaa");
      myMap.put("bbb", "bbbb");
      //判断Map是否包含某键或者某值
      System.out.println("myMap包含键aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));
      System.out.println("myMap包含值aaaa?  "+ TestMap.containsValue(myMap, "aaaa"));
      //根据键删除Map中的记录
      myMap.remove("aaa");
      System.out.println("删除键aaa后，myMap包含键aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));
      //获取Map的记录数
      System.out.println("myMap包含的记录数:  " + myMap.size());
   }
}

输出结果

采用HashMap
key: null; value: ddd
key: 3.0; value: 3.00
key: aaa; value: null
key: 4.0; value: 4.00
key: 1.0; value: 1.00
key: 5.0; value: 5.00
key: 2.0; value: 2.00
采用Hashtable
key: 4.0; value: 4.00
key: 1.0; value: 1.00
key: 3.0; value: 3.00
key: 5.0; value: 5.00
key: 2.0; value: 2.00
采用LinkedHashMap
key: 5.0; value: 5.00
key: 4.0; value: 4.00
key: 3.0; value: 3.00
key: 2.0; value: 2.00
key: 1.0; value: 1.00
key: null; value: aaa
key: aaa; value: null
采用TreeMap
key: 1.0; value: 1.00
key: 2.0; value: 2.00
key: 3.0; value: 3.00
key: 4.0; value: 4.00
key: 5.0; value: 5.00
新初始化一个Map: myMap
key: 3.0; value: 3.00
key: 4.0; value: 4.00
key: 1.0; value: 1.00
key: 5.0; value: 5.00
key: 2.0; value: 2.00
将myMap clear后，myMap空了么?  true
myMap包含键aaa?  true
myMap包含值aaaa?  true
删除键aaa后，myMap包含键aaa?  false
myMap包含的记录数:  1

源码分析：
遍历Map有两种方法：
（1）map的keySet()方法获得键的集合，再调用键集合的iterator方法获得键的迭代器，以此迭代地取出Map中的键，用get方法获得键对应的值，便完成了Map的遍历。代码如下所示：
//使用迭代器遍历Map的键，根据键取值
        Iterator it = map.keySet().iterator();
        while (it.hasNext()){
           key = it.next();
           value = map.get(key);
           System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );
        }
（2）使用Map的entrySet方法获得Map中记录的集合，每条对象都是一个Map.Entry对象，使用其getKey方法获得记录的键，使用其getValue方法获得记录的值。代码如下所示：
        //或者使用迭代器遍历Map的记录Map.Entry
        Map.Entry entry = null;
        it = map.entrySet().iterator();
        while (it.hasNext()){
           //一个Map.Entry代表一条记录
           entry = (Map.Entry)it.next();
           //通过entry可以获得记录的键和值
           //System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());