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JAVAMap架构和API介绍

架构API 介绍 Javamap
2023-06-13 09:15:07 时间

首先，我们看看Map架构。

如上图：
Map是映射接口，Map中存储的内容是键值对(key-value)。
AbstractMap是继承于Map的抽象类，它实现了Map中的大部分API。其它Map的实现类可以通过继承AbstractMap来减少重复编码。
SortedMap是继承于Map的接口。SortedMap中的内容是排序的键值对，排序的方法是通过比较器(Comparator)。
NavigableMap是继承于SortedMap的接口。相比于SortedMap，NavigableMap有一系列的导航方法；如"获取大于/等于某对象的键值对"、“获取小于/等于某对象的键值对”等等。
TreeMap继承于AbstractMap，且实现了NavigableMap接口；因此，TreeMap中的内容是“有序的键值对”！
HashMap继承于AbstractMap，但没实现NavigableMap接口；因此，HashMap的内容是“键值对，但不保证次序”！
Hashtable虽然不是继承于AbstractMap，但它继承于Dictionary(Dictionary也是键值对的接口)，而且也实现Map接口；因此，Hashtable的内容也是“键值对，也不保证次序”。但和HashMap相比，Hashtable是线程安全的，而且它支持通过Enumeration去遍历。
WeakHashMap继承于AbstractMap。它和HashMap的键类型不同，WeakHashMap的键是“弱键”。

有了上面的总体框架之后，我们先来看看各个接口和抽象类的介绍；后面再对各个实现类进行详细说明。

1Map
Map的定义如下：

复制代码代码如下:

publicinterfaceMap<K,V>{}

Map是一个键值对(key-value)映射接口。Map映射中不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。
Map接口提供三种collection视图，允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容。
Map映射顺序。有些实现类，可以明确保证其顺序，如TreeMap；另一些映射实现则不保证顺序，如HashMap类。
Map的实现类应该提供2个“标准的”构造方法：第一个，void（无参数）构造方法，用于创建空映射；第二个，带有单个Map类型参数的构造方法，用于创建一个与其参数具有相同键-值映射关系的新映射。实际上，后一个构造方法允许用户复制任意映射，生成所需类的一个等价映射。尽管无法强制执行此建议（因为接口不能包含构造方法），但是JDK中所有通用的映射实现都遵从它。

Map的API
复制代码代码如下:

abstractvoid                clear()
abstractboolean             containsKey(Objectkey)
abstractboolean             containsValue(Objectvalue)
abstractSet<Entry<K,V>>    entrySet()
abstractboolean             equals(Objectobject)
abstractV                   get(Objectkey)
abstractint                 hashCode()
abstractboolean             isEmpty()
abstractSet<K>              keySet()
abstractV                   put(Kkey,Vvalue)
abstractvoid                putAll(Map<?extendsK,?extendsV>map)
abstractV                   remove(Objectkey)
abstractint                 size()
abstractCollection<V>       values()

说明：
(01)Map提供接口分别用于返回键集、值集或键-值映射关系集。
       entrySet()用于返回键-值集的Set集合
       keySet()用于返回键集的Set集合
      values()用户返回值集的Collection集合
      因为Map中不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。所以，键-值集、键集都是Set，值集时Collection。
(02)Map提供了“键-值对”、“根据键获取值”、“删除键”、“获取容量大小”等方法。

2Map.Entry
Map.Entry的定义如下：

复制代码代码如下:
interfaceEntry<K,V>{}

Map.Entry是Map中内部的一个接口，Map.Entry是键值对，Map通过entrySet()获取Map.Entry的键值对集合，从而通过该集合实现对键值对的操作。
Map.Entry的API
复制代码代码如下:
abstractboolean    equals(Objectobject)
abstractK            getKey()
abstractV            getValue()
abstractint        hashCode()
abstractV            setValue(Vobject)
 
3AbstractMap
AbstractMap的定义如下：
复制代码代码如下:
publicabstractclassAbstractMap<K,V>implementsMap<K,V>{}

AbstractMap类提供Map接口的骨干实现，以最大限度地减少实现此接口所需的工作。
要实现不可修改的映射，编程人员只需扩展此类并提供entrySet方法的实现即可，该方法将返回映射的映射关系set视图。通常，返回的set将依次在AbstractSet上实现。此set不支持add()或remove()方法，其迭代器也不支持remove()方法。
要实现可修改的映射，编程人员必须另外重写此类的put方法（否则将抛出UnsupportedOperationException），entrySet().iterator()返回的迭代器也必须另外实现其remove方法。
AbstractMap的API
复制代码代码如下:
abstractSet<Entry<K,V>>    entrySet()
        void                clear()
        boolean             containsKey(Objectkey)
        boolean             containsValue(Objectvalue)
        boolean             equals(Objectobject)
        V                   get(Objectkey)
        int                 hashCode()
        boolean             isEmpty()
        Set<K>              keySet()
        V                   put(Kkey,Vvalue)
        void                putAll(Map<?extendsK,?extendsV>map)
        V                   remove(Objectkey)
        int                 size()
        String              toString()
        Collection<V>       values()
        Object              clone()


4SortedMap
SortedMap的定义如下：
复制代码代码如下:
publicinterfaceSortedMap<K,V>extendsMap<K,V>{}

SortedMap是一个继承于Map接口的接口。它是一个有序的SortedMap键值映射。
SortedMap的排序方式有两种：自然排序或者用户指定比较器。插入有序SortedMap的所有元素都必须实现Comparable接口（或者被指定的比较器所接受）。
另外，所有SortedMap实现类都应该提供4个“标准”构造方法：
(01)void（无参数）构造方法，它创建一个空的有序映射，按照键的自然顺序进行排序。
(02)带有一个Comparator类型参数的构造方法，它创建一个空的有序映射，根据指定的比较器进行排序。
(03)带有一个Map类型参数的构造方法，它创建一个新的有序映射，其键-值映射关系与参数相同，按照键的自然顺序进行排序。
(04)带有一个SortedMap类型参数的构造方法，它创建一个新的有序映射，其键-值映射关系和排序方法与输入的有序映射相同。无法保证强制实施此建议，因为接口不能包含构造方法。

SortedMap的API
复制代码代码如下:
//继承于Map的API
abstractvoid                clear()
abstractboolean             containsKey(Objectkey)
abstractboolean             containsValue(Objectvalue)
abstractSet<Entry<K,V>>    entrySet()
abstractboolean             equals(Objectobject)
abstractV                   get(Objectkey)
abstractint                 hashCode()
abstractboolean             isEmpty()
abstractSet<K>              keySet()
abstractV                   put(Kkey,Vvalue)
abstractvoid                putAll(Map<?extendsK,?extendsV>map)
abstractV                   remove(Objectkey)
abstractint                 size()
abstractCollection<V>       values()
//SortedMap新增的API
abstractComparator<?superK>    comparator()
abstractK                        firstKey()
abstractSortedMap<K,V>          headMap(KendKey)
abstractK                        lastKey()
abstractSortedMap<K,V>          subMap(KstartKey,KendKey)
abstractSortedMap<K,V>          tailMap(KstartKey)


5NavigableMap
NavigableMap的定义如下：
publicinterfaceNavigableMap<K,V>extendsSortedMap<K,V>{}
NavigableMap是继承于SortedMap的接口。它是一个可导航的键-值对集合，具有了为给定搜索目标报告最接近匹配项的导航方法。
NavigableMap分别提供了获取“键”、“键-值对”、“键集”、“键-值对集”的相关方法。
NavigableMap的API
复制代码代码如下:
abstractEntry<K,V>            ceilingEntry(Kkey)
abstractEntry<K,V>            firstEntry()
abstractEntry<K,V>            floorEntry(Kkey)
abstractEntry<K,V>            higherEntry(Kkey)
abstractEntry<K,V>            lastEntry()
abstractEntry<K,V>            lowerEntry(Kkey)
abstractEntry<K,V>            pollFirstEntry()
abstractEntry<K,V>            pollLastEntry()
abstractK                      ceilingKey(Kkey)
abstractK                      floorKey(Kkey)
abstractK                      higherKey(Kkey)
abstractK                      lowerKey(Kkey)
abstractNavigableSet<K>        descendingKeySet()
abstractNavigableSet<K>        navigableKeySet()
abstractNavigableMap<K,V>     descendingMap()
abstractNavigableMap<K,V>     headMap(KtoKey,booleaninclusive)
abstractSortedMap<K,V>        headMap(KtoKey)
abstractSortedMap<K,V>        subMap(KfromKey,KtoKey)
abstractNavigableMap<K,V>     subMap(KfromKey,booleanfromInclusive,KtoKey,booleantoInclusive)
abstractSortedMap<K,V>        tailMap(KfromKey)
abstractNavigableMap<K,V>     tailMap(KfromKey,booleaninclusive)

说明：
NavigableMap除了继承SortedMap的特性外，它的提供的功能可以分为4类：
第1类，提供操作键-值对的方法。
              lowerEntry、floorEntry、ceilingEntry和higherEntry方法，它们分别返回与小于、小于等于、大于等于、大于给定键的键关联的Map.Entry对象。
              firstEntry、pollFirstEntry、lastEntry和pollLastEntry方法，它们返回和/或移除最小和最大的映射关系（如果存在），否则返回null。
第2类，提供操作键的方法。这个和第1类比较类似
              lowerKey、floorKey、ceilingKey和higherKey方法，它们分别返回与小于、小于等于、大于等于、大于给定键的键。
第3类，获取键集。
             navigableKeySet、descendingKeySet分别获取正序/反序的键集。
第4类，获取键-值对的子集。

6Dictionary
Dictionary的定义如下：

复制代码代码如下:
publicabstractclassDictionary<K,V>{}

NavigableMap是JDK1.0定义的键值对的接口，它也包括了操作键值对的基本函数。
Dictionary的API
复制代码代码如下:
abstractEnumeration<V>    elements()
abstractV                 get(Objectkey)
abstractboolean           isEmpty()
abstractEnumeration<K>    keys()
abstractV                 put(Kkey,Vvalue)
abstractV                 remove(Objectkey)
abstractint 

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