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Map
TreeMap
put()方法 : get()方法 :
Set entrySet() (重) : foreach遍历 :
Set
哈希表
哈希冲突 :
冲突避免 :
冲突解决 ---- 比散列(开放地址法) :
开散列 (链地址法 . 开链法)
简介 :
在Java中 , TreeSet 与 TreeMap 利用搜索树实现 Ma…目录
Map
TreeMap
put()方法 : get()方法 :
Set entrySet() (重) : foreach遍历 :
Set
哈希表
哈希冲突 :
冲突避免 :
冲突解决 ---- 比散列(开放地址法) :
开散列 (链地址法 . 开链法)
简介 :
在Java中 , TreeSet 与 TreeMap 利用搜索树实现 Map 与 Set , 其实它们的底层就是一个红黑树(仅作了解).
HashSet与HashMap底层是Hash表.
关于搜索 :
Map和set是一种专门用来搜索的容器.其搜索的效率与其具体的实例化子类有关.
像我们之前常见的搜索方式有 :
1.直接遍历 , 时间复杂度为O(n) , 元素如果比较多那么效率就会很慢很慢.
2.二分查找, 时间复杂度为O(logn),但搜索前必须要求序列是有序的.
在现实中会有一些查找 : 例如
根据一个人的姓名去查找它的成绩,或者根据姓名去查找电话号码.
如果是这样的一些查找那么上述的两种方式就不太适合了,而Map和Set就是一种适合动态查找的集合容器.根据Map和Set我们就可去实现这种要求去查询.
Map
对于Map来说它是一个Key - Value 模型 Key 就是一个关键字 而Value就是Key对应的一种结果
例如 :
统计文件中每个单词出现的次数 , 那么Map就可以实现, 单词 , 单词出现的次数 Map 与 SortedMap 是两个接口 , HashMap 与 TreeMap 就是两个普通类. TreeMap
以下就是Map中的一些方法 : put()方法 :
put方法的一些注意点 :
public class Test {public static void main(String[] args) {MapString,Integer treeMap new TreeMap();treeMap.put(he,3);treeMap.put(she,6);treeMap.put(it,8);System.out.println(treeMap);}
} 上面我们提到了TreeMap与TreeSet它的底层就是一个搜索树.在上一篇文章中我们讲到搜索树的原理以及是如何进行增,删,查的操作. get()方法 :
根据get方法 : 当我们传进去一个Key关键字那么它就会输出相对应的value
public static void main(String[] args) {MapString,Integer treeMap new TreeMap();treeMap.put(he,3);treeMap.put(she,6);treeMap.put(it,8);Integer val treeMap.get(he);System.out.println(val);} 如果treeMap对象中不存在所要查找的关键字Key时 , 则会返回一个null. 或者我们可以使用另一个方法 :
如果treeMap对象中不存在abc这个字符串时 , 则输出默认值10.
public static void main(String[] args) {MapString,Integer treeMap new TreeMap();treeMap.put(he,3);Integer val treeMap.getOrDefault(abc,10);System.out.println(val);} KeySet()方法 :
将treeMap对象中全部key放入keySet中.
public static void main(String[] args) {MapString,Integer treeMap new TreeMap();treeMap.put(he,3);treeMap.put(she,6);treeMap.put(it,8);SetString keySet treeMap.keySet();System.out.println(keySet);} SetMap.EntryK, V entrySet() (重) : 这个方法它会将所有存在treeMao对象中的Key - Value 模型返回. public static void main(String[] args) {MapString,Integer treeMap new TreeMap();treeMap.put(he,3);treeMap.put(she,6);treeMap.put(it,8);SetMap.EntryString, Integer entry treeMap.entrySet();System.out.println(entry);} foreach遍历 :
我们就可以使用Entry里面的getKey()方法来得到每一个模型的关键字key :
for (Map.EntryString, Integer entry: set) {System.out.print(entry.getKey() );
} 注意 :
1.Map是一个接口,不能直接实例化对象, 如果要实例化对象只能实例化其实现类TreeMap或者HashMap.
2.Map中存放的键值对的Key是唯一的,value是可以重复的 3 . 在TreeMap中插入键值对时key不能为空否则就会抛NullPointerException异常value可以为空。但是HashMap的key和value都可以为空。 4. Map中的Key可以全部分离出来存储到Set中来进行访问(因为Key不能重复)。 使用 SetK KeySet() 方法5. Map中的value可以全部分离出来存储在Collection的任何一个子集合中(value可能有重复)。 使用CollectionV values()方法
6. Map中键值对的Key不能直接修改value可以修改如果要修改key只能先将该key删除掉然后再来进行重新插入.Set
Set是一个纯Key模型. 因此它只存关键词key. Set 与 SortedSet 就是两个接口 , 而 TreeSet 和 HashSet是两个普通类.
TreeSet使用add的方法来添加Key.但是如果重复它就不放入. public static void main(String[] args) {SetString set new TreeSet();set.add(she);set.add(he);set.add(he);System.out.println(set);} TreeSet底层也是去调用TreeMap. 注意 :
1. Set是继承自Collection的一个接口类 2. Set中只存储了key并且要求key一定要唯一 3. TreeSet的底层是使用Map来实现的其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的 4. Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重 5. 实现Set接口的常用类有TreeSet和HashSet还有一个LinkedHashSetLinkedHashSet是在HashSet的基础 上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序。 6. Set中的Key不能修改如果要修改先将原来的删除掉然后再重新插入 7. TreeSet中不能插入null的keyHashSet可以。 哈希表
在顺序结构以及平衡树中, 查找一个元素时,必须要经过关键码的多次比较.顺序查找时间复杂度O(n),平衡树中为树的高度,即O(logn).
而哈希表它就可以直接以O(1)的速度去查找!!!!
实现方法 : 构造一种存储结构 , 通过某种函数使元素的存储位置与它的关键码之间能够建立---映射关系,那么在查找时通过该函数就可以很快找到该元素.
哈希函数 (散列函数) : 哈希方法中使用的转换函数称为哈希(散列)函数 , 构造出来的结构称为哈希表(HashTable)(或者称散列表)
例如 : 有一组数 {1,4,3,2,75,23}
哈希函数设置为 : hash(key) key % capacity ; capacity为元素底层空间总的大小 哈希冲突 : 冲突避免 :
首先我们要明白一点 : 在哈希表底层数组的容量往往是小于实际要存储的关键字的数量的, 这就导致了 : 冲突的发生是必然的 , 因此我们要做的就是尽量的降低冲突率. 冲突避免 ----- 负载因子调节 (重点)
散列表的载荷因子定义为 : α 填入表中的元素个数 / 散列表的长度 冲突解决的两种方法 :
冲突解决 ---- 比散列(开放地址法) : 上面这种方法叫做线性探测 : 缺点是如果我们要删除4下标这个元素,如果直接删掉之后,那14就找不到了,因此我们在删4的时候只能是通过标记法来标记他已经被删除.
相比起比散列, 开散列会好很多 开散列 (链地址法 . 开链法):
它是由数组 链表 红黑树 组织起来的 红黑树的体现 : 在java底层代码中 , 每一个下标下是一个链表, 采用的是尾插.
接下来我们来实现一下哈希表下面的put方法 :
我采用了头插的方式.
public class HashBuck {static class Node {public int key;public int val;public Node next;public Node(int key, int value) {this.key key;this.val value;}}public Node[] array;public int usedSize;//负载因子 设置为0.7public static final double loadFactor 0.7;public HashBuck() {this.array new Node[10];}public void put(int key, int val) {int index key % array.length;Node cur array[index];while (cur ! null) {if (cur.key key) {cur.val val;}cur cur.next;}Node newNode new Node(key,val);newNode.next array[index];array[index] newNode;usedSize;//如果负载因子 大于0.7那就扩容数组if (calculateLoadFactor() loadFactor) {//扩容}}//计算负载因子public double calculateLoadFactor() {return (usedSize*1.0) / array.length;}}
重点在于 : 如果负载因子超过了0.7,那么我们就要去扩容,
扩容要注意 :
一定要重新哈希计算,假设我们最开始的14存在了4下标,扩容后它应该在14下标.
//扩容private void resize() {Node[] newArray new Node[2*array.length];for (int i 0; i array.length; i) {Node cur array[i];Node curNext null;while (cur ! null) {curNext cur.next;int index cur.key % newArray.length; //找到了在新数组当中的位置cur.next newArray[index];newArray[index] cur;cur curNext;}}this.array newArray;}
get方法 :
public int get(int key) {int index key % array.length;Node cur array[index];while (cur ! null) {if (cur.key key) {return cur.val;}cur cur.next;}return -1;}
我们在去求哈希参数的位置时 , 用key%数组的长度. 但是如果key是引用类型呢?
那我们就去调用hashcode方法 , 如果引用数据类型没有实现hashcode方法,那么就会调用Object里面的hashcode方法.
class Student {public int age;public String name;public Student(int age, String name) {this.age age;this.name name;}
}
public class Test {public static void main(String[] args) {Student stu new Student(12,zs);System.out.println(stu.hashCode());}
} 但是问题又来了 : 如果stu 与 stu2里面的两个参数值一样 , 按照我们的理解它们应该是一样的 :
但结果确实不一样的两个结果.
public static void main(String[] args) {Student stu new Student(12,zs);System.out.println(stu.hashCode());Student stu2 new Student(12,zs);System.out.println(stu2.hashCode());} 要想解决这个问题 , 我们就去Student里面去重写hashCode方法.
class Student {public int age;public String name;public Student(int age, String name) {this.age age;this.name name;}Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this o) return true;if (o null || getClass() ! o.getClass()) return false;Student student (Student) o;return age student.age Objects.equals(name, student.name);}Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(age, name);}
} 可以看到重写后的哈希方法里 , return语句 括号里面有两个参数 , 也就意味着根据age与name去形成结果. 因此在一样的age 与 name 的情况下 , 它们调用hashCode返回的值都是相同的. 将上面的代码转变为引用类型 :
package demo2;public class HashBuckK,V {static class NodeK,V {public K key;public V value;public NodeK,V next;public Node(K key, V value) {this.key key;this.value value;}}public NodeK,V[] array;public int usedSize;public static final double loadFactor 0.7;public HashBuck() {this.array (NodeK,V[])new Node[10];}public void put(K key, V value) {int index key.hashCode() % array.length;NodeK,V cur array[index];while (cur ! null) {if (cur.key.equals(key)) {cur.value value;return;}cur cur.next;}NodeK,V node new Node(key,value);node.next array[index];array[index] node;usedSize;if (calculateLoadFactor() loadFactor) {resize();}}private void resize() {NodeK,V[] newArray (NodeK,V[])new Node[2*array.length];for (int i 0; i array.length; i) {Node cur array[i];Node curNext null;while (cur ! null) {curNext cur.next;int index cur.key.hashCode() % newArray.length; //找到了在新数组当中的位置cur.next newArray[index];newArray[index] cur;cur curNext;}}this.array newArray;}public double calculateLoadFactor() {return (usedSize*1.0) / array.length;}public V get(K key) {int index key.hashCode() % array.length;NodeK,V cur array[index];while (cur ! null) {if (cur.key.equals(key)) {return cur.value;}cur cur.next;}throw new RuntimeException(找不到Key所对应的Value);}
}重点要注意一下 : 在求哈希函数时 , 要用key.hashCode() % 数组的长度. 再然后引用数据类型之间比较相不相同要用equals()方法. 问题 : hashCode()一样 , equals一定一样吗 ? equals()一样 , hashCode()一定一样吗 ? 答案分别为 : 不一定 , 一定 . 以上就是我对 HashMap 与 HashSet 的一些见解 . 希望可以帮到大家~~~
