Map (карта, словарь) представляет собой структуру данных, которая содержит набор пар “ключ-значение”.
Интерфейс Map не является подтипом интерфейса Collection. Поэтому он ведет себя немного иначе, чем остальные типы
коллекций. Map содержит уникальные ключи.
Map идеально подходят для сопоставления ассоциаций ключ-значение, таких как словари. Map используются для выполнения поиска по ключам или когда кто-то хочет получить и обновить элементы по ключам. Некоторые распространенные сценарии заключаются в следующем:
- Map кодов ошибок и их описаний.
400 - "Bad Request"
403 - "Forbidden"
404 - "Not Found"
- Map почтовых индексов и городов.
101000 - "Москва"
190000 - "Санкт-Петербург"
160000 - "Вологда"
- Map менеджеров и сотрудников. Каждый менеджер (ключ) связан со списком сотрудников (значением), которыми он управляет.
"Иванов Иван" - "Козлова Анна", "Зуев Кирилл", "Виноградова Дарья"
"Зуева Екатерина" - "Пушкин Александр", "Тараканов Андрей"
- Map курсов и учащихся. Каждый курс (ключ) связан со списком учащихся (значением).
{name: "Информатика и вычислительная техника", code: "ИВТ", year: 2022} - "Анна", "Борис", "Сергей"
{name: "Экономика и бухгалтерский учет", code: "ЭИБ", year: 2023} - "Дарья, "Жанна", "Максим"
Со всеми методами можно ознакомится в документации
V put(K key, V value) - Связывает указанное значение с указанным ключом. Если map ранее содержала указанный ключ,
старое значение заменяется указанным значением.
V putIfAbsent(K key, V value) - Связывает указанное значение с указанным ключом только если указанный ключ еще не
связан со значением (или сопоставлен с null)
V get(Object key) - Возвращает значение, которому сопоставлен указанный ключ, или null, если map не содержит
сопоставления для ключа.
V getOrDefault(Object key, V defaultValue) - Возвращает значение, которому сопоставлен указанный ключ, или значение
по умолчанию, если эта map не содержит сопоставления для ключа.
class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Integer, String> errors = new HashMap<>();
errors.put(400, "Bad Request");
errors.put(404, "Not Found");
errors.putIfAbsent(404, "New Error"); // Не вставит значение, так как у ключа 404 уже есть не null значение
errors.putIfAbsent(500, "Internal Server Error");
errors.get(400); // "Bad Request"
errors.get(404); // "Not Found"
errors.get(500); // "Internal Server Error"
errors.get(1000); // null
errors.getOrDefault(1000, "Unknown Error"); // "Unknown Error"
}
}V remove(Object key) - Удаляет отношение для ключа из этой карты, если оно присутствует.
class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Integer, String> errors = new HashMap<>();
errors.put(404, "Not Found");
errors.remove(400); // null
errors.remove(404); // "Not Found"
}
}boolean containsKey(Object key) - Возвращает значение true, если map содержит сопоставление для указанного ключа.
boolean containsValue(Object value) - Возвращает значение true, если map сопоставляет один или несколько ключей с
указанным значением.
class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Integer, String> errors = new HashMap<>();
errors.put(400, "Bad Request");
errors.put(404, "Not Found");
errors.containsKey(400); // true
errors.containsKey(401); // false
errors.containsValue("Not Found"); // true
errors.containsValue("Unknown Error"); // false
}
}Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() - Возвращает множество (Set) key-value значений, содержащихся в map.
Set<K> keySet() - Возвращает множество (Set) ключей, содержащихся на map.
Collection<V> values() - Возвращает представление коллекции значений, содержащихся в этой карте.
class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Integer, String> errors = new HashMap<>();
errors.put(400, "Bad Request");
errors.put(404, "Not Found");
for (Map.Entry<Integer, String> error : errors.entrySet()) {
System.out.println(error.getKey() + " - " + error.getValue());
}
// 400 - Bad Request
// 404 - Not Found
for (Integer errorCode : errors.keySet()) {
System.out.println(errorCode);
}
// 400
// 404
for (String errorMessage : errors.values()) {
System.out.println(errorMessage);
}
// Bad Request
// Not Found
}
}<K,V> Map<K,V> of() - Возвращает неизменяемую map. Принимает от 0 до 10 значений.
class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Object, Object> emptyMap = Map.of();
Map<String, Integer> oneElementMap = Map.of("One", 1);
Map<String, Integer> threeElementMap = Map.of("One", 1, "Two", 2, "Three", 3);
threeElementMap.get("Three"); // 3
threeElementMap.put("Four", 4); // UnsupportedOperationException
threeElementMap.remove("Four", 4); // UnsupportedOperationException
}
}Элементами HashMap являются пары ключ/значение.
HashMap не запоминает порядок добавления элементов. Его методы работают очень быстро.
Ключи элементов должны быть уникальными. Ключ может быть null.
Значения элементов могут повторяться. Значения могут быть null.
class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Integer, String> errors = new HashMap<>();
errors.put(400, "Bad Request");
errors.put(403, "Forbidden");
errors.put(404, "Not Found");
errors.put(null, "Unknown Error");
errors.put(200, null);
}
}Внутрення реализация HashMap
HashMap использует массив узлов (Node<K,V>[] table), где узел содержит такие поля, как ключ, значение,
хеш и ссылку на следующий узел.
Здесь узел представлен классом Node. По сути, HashMap имеет массив, в котором хранятся данные типа
ключ-значение. Он вычисляет индекс в массиве, где может быть размещен узел, и он помещается туда. Теперь, получая
элемент из HashMap, он снова вычисляет индекс элемента (по хешу ключа) для извлечения и переходит к индексу массива и
возвращает значение элемента / узла (если существует).
Для оптимальной работы HashMap необходимо у класса ключа переопределить метод int hashCode(), следуя следующим
правилам:
- Если переопределяете метод
equals(), то переопределите и методhashCode()
public class Student {
private String name;
private double averageMark;
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Student student = (Student) o;
return Double.compare(student.averageMark, averageMark) == 0 && Objects.equals(name, student.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, averageMark);
}
}- Результат нескольких выполнений метода
hashCode()для одного и того же объекта должен быть одинаковым. - Если, согласно методу
equals(), два объекта равны, то и hashсode данных объектов обязательно должен быть одинаковым. - Если, согласно методу
equals(), два объекта НЕ равны, hashcode данных объектов НЕобязательно должен быть разным. - Ситуация, когда результат метода
hashCode()для разных объектов одинаков, называется коллизией. Чем её меньше, тем лучше.
LinkedHashMap является наследником HashMap. Хранит информацию о порядке добавления элементов или порядке их
использования. Производительность методов немного ниже, чем у методов HashMap.
Элементами TreeMap являются ключ/значение. В TreeMap элементы хранятся в отсортированном по возрастанию порядке. В основе TreeMap лежит красно-черное дерево. Это позволяет методам работать быстро, но не быстрее, чем методы HashMap.
Set - коллекция, хранящая уникальные элементы.
HashSet не запоминает порядок добавления элементов. В основе HashSet лежит HashMap у элементов данного HashMap:
ключи - это элементы HashSet, значения - это константа-заглушка.
LinkedHashSet является наследником HashMap. Хранит информацию о порядке добавления элементов. Производительность
методов немного ниже, чем у методов HashSet.
В основе LinkedHashSet лежит HashMap. У элементов данного HashMap: ключи - это элементы LinkedHashSet,
значения — это константа-заглушка.
TreeSet хранит элементы в отсортированном по возрастанию порядке. В основе TreeSet лежит TreeMap. У элементов
данногоTreeMap: ключи - это элементы TreeSet, значения — это константа-заглушка.