Java集合(6)：理解Map

映射表的基本思想是维护键-值对的关联，通过键来寻找值。下面是标准Java类库中几种Map的实现：

(1) HashMap：Map基于散列表的实现，插入和查询键值对的开销是固定的。可以通过构造器设置容量和负载因子，以调整容器性能。它是默认选择。

(2) LinkedHashMap：类似于HashMap，但是迭代遍历它时，取得的键值对的顺序是插入它的顺序，或者是最近最少使用(LRU)顺序，没有被访问过的元素会排在最前面，以便删除。比HashMap慢一点，而在迭代访问时反而更快，因为它使用链表维护内部次序。

(3) TreeMap：基于红黑树的实现。查询键或键值对时，它们会被排序，次序由实现Comparable接口的键或构造器参数Comparator<key>决定。TreeMap所得到的结果是经过排序的，TreeMap是唯一带有subMap()方法的Map，可以返回一个子树。

(4) WeakHashMap：弱键(weak key)映射，允许映射释放所指向的对象，这是为解决某类特殊问题而设计的。如果映射之外没有引用指向某个键，则此键可以被垃圾回收。

(5) ConcurrentHashMap：一种线程安全的Map，它不涉及同步加锁。

(6) IdentityHashMap：使用==代替equals()对键进行比较的散列映射。

下面是两个例子，分别举例了TreeMap和LinkedHashMap的用法。

import java.util.Iterator;
import java.util.TreeMap;

public class Test7 {

    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<Integer, String> sortedMap = createMapData(); // 默认按照key排序，key必须实现Comparable接口
        System.out.println(sortedMap); // {1=Beijing, 2=Shanghai, 3=Shenzhen, 4=Guangzhou, 5=Tianjin, 6=Nanjing, 7=Hangzhou, 8=Suzhou, 9=Chengdu, 10=Wuhan}
        Integer low = sortedMap.firstKey();
        Integer high = sortedMap.lastKey();
        System.out.println(low); // 1
        System.out.println(high); // 10
        Iterator<Integer> it = sortedMap.keySet().iterator();
        for (int i = 0; i <= 6; i++) {
            if (i == 4)
                low = it.next();
            if (i == 6)
                high = it.next();
            else
                it.next();
        }
        System.out.println(low); // 5
        System.out.println(high); // 8
        System.out.println(sortedMap.subMap(low, high)); // {5=Tianjin, 6=Nanjing, 7=Hangzhou}
        System.out.println(sortedMap.headMap(high)); // {1=Beijing, 2=Shanghai, 3=Shenzhen, 4=Guangzhou, 5=Tianjin, 6=Nanjing, 7=Hangzhou}
        System.out.println(sortedMap.tailMap(low)); // {5=Tianjin, 6=Nanjing, 7=Hangzhou, 8=Suzhou, 9=Chengdu, 10=Wuhan}
    }

    private static TreeMap<Integer, String> createMapData() {
        TreeMap<Integer, String> result = new TreeMap<>();
        result.put(3, "Shenzhen");
        result.put(6, "Nanjing");
        result.put(1, "Beijing");
        result.put(9, "Chengdu");
        result.put(2, "Shanghai");
        result.put(10, "Wuhan");
        result.put(5, "Tianjin");
        result.put(7, "Hangzhou");
        result.put(4, "Guangzhou");
        result.put(8, "Suzhou");
        return result;
    }
}

public class Test8 {
    public static void main(String[] args) {
        // 插入顺序
        LinkedHashMap<Integer, String> linkedMap = createMapData();
        System.out.println(linkedMap); // {3=Shenzhen, 6=Nanjing, 1=Beijing, 9=Chengdu, 2=Shanghai, 10=Wuhan, 5=Tianjin, 7=Hangzhou, 4=Guangzhou, 8=Suzhou}
        // LRU(初始容量, 负载因子, LRU flag)
        linkedMap = new LinkedHashMap<Integer, String>(16, 0.75f, true);
        linkedMap.putAll(createMapData());
        System.out.println(linkedMap); // {3=Shenzhen, 6=Nanjing, 1=Beijing, 9=Chengdu, 2=Shanghai, 10=Wuhan, 5=Tianjin, 7=Hangzhou, 4=Guangzhou, 8=Suzhou}
        for (int i = 1; i <= 4; i++) {
            linkedMap.get(i);
        }
        System.out.println(linkedMap); // {6=Nanjing, 9=Chengdu, 10=Wuhan, 5=Tianjin, 7=Hangzhou, 8=Suzhou, 1=Beijing, 2=Shanghai, 3=Shenzhen, 4=Guangzhou}
    }

    private static LinkedHashMap<Integer, String> createMapData() {
        LinkedHashMap<Integer, String> result = new LinkedHashMap<>();
        result.put(3, "Shenzhen");
        result.put(6, "Nanjing");
        result.put(1, "Beijing");
        result.put(9, "Chengdu");
        result.put(2, "Shanghai");
        result.put(10, "Wuhan");
        result.put(5, "Tianjin");
        result.put(7, "Hangzhou");
        result.put(4, "Guangzhou");
        result.put(8, "Suzhou");
        return result;
    }
}