系统研究Java--容器（四）--Map和Set

Map是Java容器的又一长老，映射表（也称为关联数组），基本思想是维护一对键-值对，通过键来查找值。

标准Java类库中包含Map的几种基本实现，包括：HashMap,TreeMap,LinkedHashMap,WeakHashMap,ConcurrentHashMap,IdentityHashMap，他们之间各自有一个自己的特性。

1. HashMap：HashMap采用特殊的形式进行存储，这种形式被称为散列码，通过HashMap的实现可以看出，HashMap保存了一个数组，在插入数据的时候，同一个Key可以有一个固定的HashCode，通过这个HashCode将<K,V>这样的键值对映射到数组对应的位置，当然在采用这种散列码映射的时候难免会产生冲突，所以数组的每一个位置相当于指向了一个链表，当多个Key映射到同一个hashCode的时候，就要通过equals和==来比较key，所以这样在查找时的效率是相当快的。可以通过构造器设置容量和负载因子，以调整容器的性能。从迭代方法上来说，HashMap有两种迭代方式，一种是根据HashMap内部的HashIterator进行迭代，也就是对HashMap.Entry进行迭代；而另一种方法HashMap提供了一个KeySet功能，让使用者可以通过遍历Key来进行迭代。
2. LinkedHashMap：类似于HashMap，但是迭代便利他时，取得“键值对”的顺序是插入次序，或者是最近最少使用（LRU）次序。只比HashMap慢一点；而在迭代访问时HashMap相当于是对数组的遍历，而LinkedHashMap是对一个链表的遍历，因为它使用链表来维护内部次序。从内部结构来说LinkedHashMap继承于HashMap又重新实现了自己的Entry和Iterator，这样就具有了上面的功能。
3. TreeMap：基于AVL Tree（也叫平衡树或者红黑树）的实现。查看“键”或“键值对”时，他们会被排序（次序由Comparable或Comparator决定）。TreeMap的特点在于，所得到的结果是经过排序的。TreeMap是唯一的带有subMap（）方法的Map，它可以返回一个子树。
4. WeakHashMap, 弱键(weak key)映射，允许释放映射所指的对象；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”可被垃圾回收器回收。
5. ConcurrentHashMap，一种线程安全的Map，他不涉及同步加锁。
6. IdentityHashMap，使用==代替equals对“键”进行比较的散列映射。

Set，大概看了一些Set的实现类，如HashSet，TreeSet，发现Set其实是基于Map来搭建的，如果你了解了Map的结构那你就知道Set是怎么回事儿了，看了jdk的源码就会知道，原来所谓的Set都是由Map构成的，只不过Map是通过<Key,Value>的形式存储，而Set中的Value都指向同一个对象，jdk中给他起名叫PRESENT（替代者），这样就不会造成太大的空间浪费了。

HashSet的实现

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;
    private transient HashMap<E,Object> map; //内部结构的维护使用的HashMap
    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
    private static final Object PRESENT = new Object();
    /**
     * Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has
     * default initial capacity (16) and load factor (0.75).
     */
    public HashSet() {
	map = new HashMap<E,Object>();
    }……

而LinkedHashSet继承自HashSet，

再看一下TreeSet

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
    implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    /**
     * The backing map.
     */
    private transient NavigableMap<E,Object> m;
    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
    private static final Object PRESENT = new Object();
    /**
     * Constructs a set backed by the specified navigable map.
     */
    TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
        this.m = m;
    }