HashMap vs. TreeMap vs. Hashtable vs.LinkedHashMap

1. Map概覽

Java SE中有四種常見的Map實現——HashMap, TreeMap, Hashtable和LinkedHashMap。若是咱們使用一句話來分別歸納它們的特色,就是:java

  • HashMap就是一張hash表,鍵和值都沒有排序。安全

  • TreeMap以紅-黑樹結構爲基礎,鍵值按順序排列。oop

  • LinkedHashMap保存了插入時的順序。this

  • Hashtable是同步的(而HashMap是不一樣步的)。因此若是在線程安全的環境下應該多使用HashMap,而不是Hashtable,由於Hashtable對同步有額外的開銷。spa


  • HashMap線程

  • 若是HashMap的鍵(key)是自定義的對象,那麼須要按規則定義它的equals()和hashCode()方法code

  • class Dog {
        String color;
     
        Dog(String c) {
            color = c;
        }
        public String toString(){   
            return color + " dog";
        }
    }
     
    public class TestHashMap {
        public static void main(String[] args) {
            HashMap hashMap = new HashMap();
            Dog d1 = new Dog("red");
            Dog d2 = new Dog("black");
            Dog d3 = new Dog("white");
            Dog d4 = new Dog("white");
     
            hashMap.put(d1, 10);
            hashMap.put(d2, 15);
            hashMap.put(d3, 5);
            hashMap.put(d4, 20);
     
            //print size
            System.out.println(hashMap.size());
     
            //loop HashMap
            for (Entry entry : hashMap.entrySet()) {
                System.out.println(entry.getKey().toString() + " - " + entry.getValue());
            }
        }
    }

輸出:htm

1
2
3
4
5
4
white dog - 5
black dog - 15
red dog - 10
white dog - 20

注意,咱們錯誤的將」white dogs」添加了兩次,可是HashMap卻接受了兩隻」white dogs」。這不合理(由於HashMap的鍵不該該重複),咱們會搞不清楚真正有多少白色的狗存在。對象

Dog類應該定義以下:排序

class Dog {
    String color;
 
    Dog(String c) {
        color = c;
    }
 
    public boolean equals(Object o) {
        return ((Dog) o).color == this.color;
    }
 
    public int hashCode() {
        return color.length();
    }
 
    public String toString(){   
        return color + " dog";
    }
}

如今輸出結果以下:

1
2
3
4
3
red dog - 10
white dog - 20
black dog - 15

輸出結果如上是由於HashMap不容許有兩個相等的元素存在。默認狀況下(也就是類沒有實現hashCode()和equals()方法時),會 使用Object類中的這兩個方法。Object類中的hashCode()對於不一樣的對象會返回不一樣的整數,而只有兩個引用指向的一樣的對象時 equals()纔會返回true。若是你不是很瞭解hashCode()和equals()的規則,能夠看看這篇文章

來看看HashMap最經常使用的方法,如迭代、打印等。

3. TreeMap

TreeMap的鍵按順序排列。讓咱們先看個例子看看什麼叫做「鍵按順序排列」。

package javaBasic;

import java.util.TreeMap;
import java.util.Map.Entry;

class Dog {
    String color;

    Dog(String c) {
        color = c;
    }

    public boolean equals(Object o) {
        return ((Dog) o).color == this.color;
    }

    public int hashCode() {
        return color.length();
    }

    public String toString() {
        return color + " dog";
    }
}

public class TreeMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Dog d1 = new Dog("red");
        Dog d2 = new Dog("black");
        Dog d3 = new Dog("white");
        Dog d4 = new Dog("white");

        TreeMap<Dog, Integer> treeMap = new TreeMap<Dog, Integer>();
        treeMap.put(d1, 10);
        treeMap.put(d2, 15);
        treeMap.put(d3, 5);
        treeMap.put(d4, 20);

        for (Entry<Dog, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());
        }
    }
}

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: javaBasic.Dog
    at java.util.TreeMap.compare(Unknown Source)
    at java.util.TreeMap.put(Unknown Source)
    at javaBasic.TreeMapTest.main(TreeMapTest.java:35)


由於TreeMap按照鍵的順序進行排列對象,因此鍵的對象之間須要可以比較,因此就要實現Comparable接口。你可使用String做爲鍵,String已經實現了Comparable接口。

咱們來修改下Dog類,讓它實現Comparable接口。

package javaBasic;

import java.util.TreeMap;
import java.util.Map.Entry;

class Dog implements Comparable<Dog>{
    String color;
    int size;
 
    Dog(String c, int s) {
        color = c;
        size = s;
    }
 
    public String toString(){  
        return color + " dog";
    }
 
    
    public int compareTo(Dog o) {
        return  o.size - this.size;
    }

}

public class TreeMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Dog d1 = new Dog("red", 30);
        Dog d2 = new Dog("black", 20);
        Dog d3 = new Dog("white", 10);
        Dog d4 = new Dog("white", 10);

        TreeMap<Dog, Integer> treeMap = new TreeMap<Dog, Integer>();
        treeMap.put(d1, 10);
        treeMap.put(d2, 15);
        treeMap.put(d3, 5);
        treeMap.put(d4, 20);

        for (Entry<Dog, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());
        }
    }
}

輸出:

1
2
3
red dog - 10
black dog - 15
white dog - 20

結果根據鍵的排列順序進行輸出,在咱們的例子中根據size排序的。

若是咱們將「Dog d4 = new Dog(「white」, 10);」替換成「Dog d4 = new Dog(「white」, 40);」,那麼輸出會變成:

white dog - 20
red dog - 10
black dog - 15
white dog - 5

這是由於TreeMap使用compareTo()方法來比較鍵值的大小,size不相等的狗是不一樣的狗。

4. Hashtable

Java文檔寫道:

HashMap類和Hashtable類幾乎相同,不一樣之處在於HashMap是不一樣步的,也容許接受null鍵和null值。

5. LinkedHashMap

LinkedHashMap是HashMap的子類,因此LinkedHashMap繼承了HashMap的一些屬性,它在HashMap基礎上增長的特性就是保存了插入對象的順序。

class Dog {
    String color;
 
    Dog(String c) {
        color = c;
    }
 
    public boolean equals(Object o) {
        return ((Dog) o).color == this.color;
    }
 
    public int hashCode() {
        return color.length();
    }
 
    public String toString(){   
        return color + " dog";
    }
}
 
public class TestHashMap {
    public static void main(String[] args) {
 
        Dog d1 = new Dog("red");
        Dog d2 = new Dog("black");
        Dog d3 = new Dog("white");
        Dog d4 = new Dog("white");
 
        LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap();
        linkedHashMap.put(d1, 10);
        linkedHashMap.put(d2, 15);
        linkedHashMap.put(d3, 5);
        linkedHashMap.put(d4, 20);
 
        for (Entry entry : linkedHashMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + " - " + entry.getValue());
        }       
    }
}

red dog - 10
black dog - 15
white dog - 20

若是咱們使用HashMap的話,輸出將會以下,會打亂插入的順序:.

package javaBasic;

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


/**
 * HashMap就是一張hash表,鍵和值都沒有排序。
 * @author markGao
 *
 */
 
public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Dog, Integer> hashMap = new HashMap<Dog, Integer>();
        Dog d1 = new Dog("red");
        Dog d2 = new Dog("black");
        Dog d3 = new Dog("white");
        Dog d4 = new Dog("white");
 
        hashMap.put(d1, 10);
        hashMap.put(d2, 15);
        hashMap.put(d3, 5);
        hashMap.put(d4, 20);
 
        //print size
        System.out.println(hashMap.size());
 
        //loop HashMap
        //若是咱們使用HashMap的話,輸出將會以下,會打亂插入的順序:
        for (Entry<Dog, Integer> entry : hashMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey().toString() + " - " + entry.getValue());
        }
    }
}
1
2
3
red dog - 10
white dog - 20
black dog - 15
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