HashMap vs. TreeMap vs. Hashtable vs. LinkedHashMa

Map是最重要的數據結構。這篇文章中，我會帶大家看看HashMap, TreeMap, HashTable和LinkedHashMap的區別。

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：

• HashMap就是一張hash表，鍵和值都沒有排序。
• TreeMap以紅-黑樹結構爲基礎，鍵值按順序排列。
• LinkedHashMap保存了插入時的順序。
• 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。

1. HashMap

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。

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classDog {     String color;       Dog(String c) {         color = c;     }     publicString toString(){           returncolor +" dog";     } }   publicclassTestHashMap {     publicstaticvoidmain(String[] args) {         HashMap hashMap =newHashMap();         Dog d1 =newDog("red");         Dog d2 =newDog("black");         Dog d3 =newDog("white");         Dog d4 =newDog("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:

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。

Dog類應該定義以下：

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classDog {     String color;       Dog(String c) {         color = c;     }       publicbooleanequals(Object o) {         return((Dog) o).color ==this.color;     }       publicinthashCode() {         returncolor.length();     }       publicString toString(){           returncolor +" 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」。

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classDog {     String color;       Dog(String c) {         color = c;     }     publicbooleanequals(Object o) {         return((Dog) o).color ==this.color;     }       publicinthashCode() {         returncolor.length();     }     publicString toString(){           returncolor +" dog";     } }   publicclassTestTreeMap {     publicstaticvoidmain(String[] args) {         Dog d1 =newDog("red");         Dog d2 =newDog("black");         Dog d3 =newDog("white");         Dog d4 =newDog("white");           TreeMap treeMap =newTreeMap();         treeMap.put(d1,10);         treeMap.put(d2,15);         treeMap.put(d3,5);         treeMap.put(d4,20);           for(Entry entry : treeMap.entrySet()) {             System.out.println(entry.getKey() +" - "+ entry.getValue());         }     } }

輸出:

1 2 3

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: collection.Dog cannot be cast to java.lang.Comparable     at java.util.TreeMap.put(Unknown Source)     at collection.TestHashMap.main(TestHashMap.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。

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classDogimplementsComparable<Dog>{     String color;     intsize;       Dog(String c,ints) {         color = c;         size = s;     }       publicString toString(){           returncolor +" dog";     }       @Override     publicintcompareTo(Dog o) {         return o.size -this.size;     } }   publicclassTestTreeMap {     publicstaticvoidmain(String[] args) {         Dog d1 =newDog("red",30);         Dog d2 =newDog("black",20);         Dog d3 =newDog("white",10);         Dog d4 =newDog("white",10);           TreeMap treeMap =newTreeMap();         treeMap.put(d1,10);         treeMap.put(d2,15);         treeMap.put(d3,5);         treeMap.put(d4,20);           for(Entry 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：

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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，若是顏色不一樣可是size相同則也算相同，具體看Dog類的cmpareTo()函數的實現。

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 is a subclass of HashMap. That means it inherits the features of HashMap. In addition, the linked list preserves the insertion-order.

Let’s replace the HashMap with LinkedHashMap using the same code used for HashMap.

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。

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classDog {     String color;       Dog(String c) {         color = c;     }       publicbooleanequals(Object o) {         return((Dog) o).color ==this.color;     }       publicinthashCode() {         returncolor.length();     }       publicString toString(){           returncolor +" dog";     } }   publicclassTestHashMap {     publicstaticvoidmain(String[] args) {           Dog d1 =newDog("red");         Dog d2 =newDog("black");         Dog d3 =newDog("white");         Dog d4 =newDog("white");           LinkedHashMap linkedHashMap =newLinkedHashMap();         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());         }           } }

輸出:

1 2 3

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：

1 2 3

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