Java?Map集合使用實例分析

Java Map集合使用實例分析

概述

Map是Java集合框架中的一種重要數據結構，用于存儲鍵值對（key-value pairs）。Map中的每個鍵都是唯一的，而值則可以重復。Map接口提供了豐富的方法來操作鍵值對，常見的實現類有HashMap、TreeMap、LinkedHashMap等。本文將通過對Map集合的使用實例進行分析，幫助讀者更好地理解和掌握Map的使用方法。

1. Map的基本操作

1.1 創建Map對象

在Java中，我們可以使用HashMap、TreeMap等實現類來創建Map對象。以下是一個簡單的示例：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建一個HashMap對象
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

        // 向Map中添加鍵值對
        map.put("apple", 10);
        map.put("banana", 20);
        map.put("orange", 30);

        // 輸出Map中的內容
        System.out.println(map);
    }
}

輸出結果：

{apple=10, banana=20, orange=30}

1.2 獲取Map中的值

我們可以通過鍵來獲取Map中對應的值。如果鍵不存在，則返回null。

Integer appleCount = map.get("apple");
System.out.println("apple的數量: " + appleCount);  // 輸出: apple的數量: 10

Integer grapeCount = map.get("grape");
System.out.println("grape的數量: " + grapeCount);  // 輸出: grape的數量: null

1.3 判斷Map中是否包含某個鍵

我們可以使用containsKey方法來判斷Map中是否包含某個鍵。

boolean containsApple = map.containsKey("apple");
System.out.println("Map中是否包含apple: " + containsApple);  // 輸出: Map中是否包含apple: true

boolean containsGrape = map.containsKey("grape");
System.out.println("Map中是否包含grape: " + containsGrape);  // 輸出: Map中是否包含grape: false

1.4 刪除Map中的鍵值對

我們可以使用remove方法來刪除Map中的鍵值對。

map.remove("banana");
System.out.println(map);  // 輸出: {apple=10, orange=30}

2. Map的遍歷

2.1 遍歷Map的鍵

我們可以使用keySet方法來獲取Map中的所有鍵，然后遍歷這些鍵。

for (String key : map.keySet()) {
    System.out.println("Key: " + key);
}

輸出結果：

Key: apple
Key: orange

2.2 遍歷Map的值

我們可以使用values方法來獲取Map中的所有值，然后遍歷這些值。

for (Integer value : map.values()) {
    System.out.println("Value: " + value);
}

輸出結果：

Value: 10
Value: 30

2.3 遍歷Map的鍵值對

我們可以使用entrySet方法來獲取Map中的所有鍵值對，然后遍歷這些鍵值對。

for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
    System.out.println("Key: " + entry.getKey() + ", Value: " + entry.getValue());
}

輸出結果：

Key: apple, Value: 10
Key: orange, Value: 30

3. Map的實現類比較

3.1 HashMap

HashMap是最常用的Map實現類，它基于哈希表實現，具有快速的查找和插入性能。HashMap不保證元素的順序，允許鍵和值為null。

Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("apple", 10);
hashMap.put("banana", 20);
hashMap.put(null, 30);  // 允許鍵為null
hashMap.put("orange", null);  // 允許值為null

System.out.println(hashMap);  // 輸出: {null=30, apple=10, banana=20, orange=null}

3.2 TreeMap

TreeMap基于紅黑樹實現，能夠保證鍵的有序性。TreeMap不允許鍵為null，但允許值為null。

Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put("apple", 10);
treeMap.put("banana", 20);
treeMap.put("orange", 30);

System.out.println(treeMap);  // 輸出: {apple=10, banana=20, orange=30}

3.3 LinkedHashMap

LinkedHashMap是HashMap的子類，它保留了插入順序或訪問順序。LinkedHashMap允許鍵和值為null。

Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
linkedHashMap.put("apple", 10);
linkedHashMap.put("banana", 20);
linkedHashMap.put("orange", 30);

System.out.println(linkedHashMap);  // 輸出: {apple=10, banana=20, orange=30}

4. 實際應用場景

4.1 統計單詞出現次數

我們可以使用HashMap來統計一段文本中每個單詞出現的次數。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class WordCount {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "apple banana apple orange banana apple";
        String[] words = text.split(" ");

        Map<String, Integer> wordCountMap = new HashMap<>();

        for (String word : words) {
            wordCountMap.put(word, wordCountMap.getOrDefault(word, 0) + 1);
        }

        System.out.println(wordCountMap);  // 輸出: {orange=1, banana=2, apple=3}
    }
}

4.2 緩存機制

我們可以使用LinkedHashMap來實現一個簡單的LRU（Least Recently Used）緩存機制。

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
    private final int capacity;

    public LRUCache(int capacity) {
        super(capacity, 0.75f, true);
        this.capacity = capacity;
    }

    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
        return size() > capacity;
    }

    public static void main(String[] args) {
        LRUCache<String, Integer> cache = new LRUCache<>(3);
        cache.put("apple", 10);
        cache.put("banana", 20);
        cache.put("orange", 30);

        System.out.println(cache);  // 輸出: {apple=10, banana=20, orange=30}

        cache.put("grape", 40);
        System.out.println(cache);  // 輸出: {banana=20, orange=30, grape=40}
    }
}

5. 總結

Map是Java中非常常用的數據結構，適用于需要存儲鍵值對的場景。通過本文的實例分析，我們了解了Map的基本操作、遍歷方法以及不同實現類的特點。在實際開發中，選擇合適的Map實現類可以大大提高程序的性能和可維護性。希望本文能幫助讀者更好地理解和應用Java中的Map集合。