容器--Map和AbstractMap

一、前言

　　前面我们介绍了Collection接口的定义及一系列实现，并重点介绍了List体系下的一些实现，对于Collection来说，其实还有Set系列同样很重要，但由于Set是依赖于Map实现的，所以我们在这里先介绍Map.

　　Collection的特点是存储一类元素的集合，而Map则描述了一组映射关系的集合，即我们常说的key-value结构。这类容器的特点是容器中的每一项都是一个键值对，键的值不能重复，但允许有null键和null值的存在，一个键只能对应一个值，但多个不同的键可以对应于同一个值。

　　由于键值的惟一性，所以其key集合就天然是一个Set, 因此，JDK的set实现也正是基于这样的思想，使用了Map中的key集合来实现。

二、主要方法

　　虽然存储的元素不一样，但同为集合，Map和Collection之间还是有很多功能相似甚至是相同的功能，下面一个表格进行对比如下：

Map和Collection接口的方法对比

方法描述	Map方法名	Collection方法名
容器中元素个数	size()	size()
判断容器是否为空	isEmpty()	isEmpty()
添加元素	put(K key, V value)	add(E e)
批量添加元素	putAll(Map<K, V> map)	addAll(Collection<E> collection)
删除元素	remove(Object key)	remove(Object obj) removeAll(Collection<E> collection) retainAll(Collection<E> collection)
清空列表	clear()	clear()
判断元素是否存在	containsKey(Object key) containsValue(Object value)	contains(Object e) containsAll(Collection<E> e)
遍历	keySet() entrySet() values()	iterator()
比较	equals(Object obj)	equals(Object o)
求hash	hashCode()	hashCode()
根据key查找value	V get(Object key)	无对应方法
转化为数组	无对应方法	toArray() toArray(T[] t)

 

　　从上表我们可以看到，这两个容器都提供了对容器的增加，修改，删除及遍历的功能，对于Map来说，由于其特有的映射结构提供了根据key查找value的功能，而Collection由于是一组类型相同的元素，所以提供了转化为toArray的方法。

三、AbstractMap的实现原理

　　AbstractMap作为Map的抽象实现类，提供了绝大多数方法的实现。其中的惟一个未实现的方法是entrySet()方法，返回一个元素类型为Map.Entry的Set.

　　1）由于Set属于Collection，通过上表的比较我们可以知道Collection和Map的绝大部分功能是相似的，所以对于这些功能的实现就可以根据entrySet的相应方法来实现。比如对于删除方法，JDK是这样实现的：

public V remove(Object key) {
        Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
        Entry<K,V> correctEntry = null;
        if (key==null) {
            while (correctEntry==null && i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (e.getKey()==null)
                    correctEntry = e;
            }
        } else {
            while (correctEntry==null && i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (key.equals(e.getKey()))
                    correctEntry = e;
            }
        }

        V oldValue = null;
        if (correctEntry !=null) {
            oldValue = correctEntry.getValue();
            i.remove();
        }
        return oldValue;
    }

　　2）不支持put方法的实现，相应的，putAll方法由于调用了put，所以这个方法也不支持。

　　3）根据定义，map中的key和value都有可能为null，所以判断一个map中是否包含某个key，不应该根据get(key) == null来判断 ，而应该调用containsKey(key)来判断。

　　4）keySet()和values()使用了匿名内部类的方式来实现，主要的实现逻辑是重写了抽象容器类的iterator方法，将其遍历转化为对于key和值的遍历。

三、总结

　　AbstractMap通过将entrySet定义为抽象方法的方式，巧妙的将具体的实现和存储逻辑交给子类实现，这样实现者可以专注于元素的存储，另外，通过学习AbstractMap中的方法实现，我们可以借鉴其map的遍历方式，正确的应该是先找到entrySet，就像下面这样：

public boolean containsKey(Object key) {
        Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
        if (key==null) {
            while (i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (e.getKey()==null)
                    return true;
            }
        } else {
            while (i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (key.equals(e.getKey()))
                    return true;
            }
        }
        return false;
    }

 在遍历时，我们使用iterator(), 而不是使用for(String key : map.keySet())的方式。因为这种方式的问题在于，如果按抽象类的实现方式，map.keySet()相当于是需要对整个map进行遍历，而在for循环中， 对于map.get(key)来说，实际上又需要遍历整个map，循环多少次，就遍历多少次，这确实是非常低效率的。

当然，也许HashMap并不会在get(key)时遍历整个map，但这并不能保证其它的实现不是这样，所以，iterator才是正理。

　　明天会继续学习HashMap.