数组与链表在处理数据时各有优缺点，数组查询速度很快而插入很慢，链表在插入时表现优秀但查询无力。哈希表则整合了数组与链表的优点，能在插入和查找等方面都有不错的速度。我们之后要分析的HashMap就是基于哈希表实现的，不过在JDK1.8中还引入了红黑树，其性能进一步提升了。本文主要分析JDK中关于Map的定义。
接口Map
Map的定义为：
An object that maps keys to values. A map cannot contain duplicate keys; each key can map to at most one value.
也就是基于key-value的数据格式，并且key值不可以重复，每个key对应的value唯一。Map的key也可以为null，也不可重。
在分析其定义的方法前，我们要先了解一下Map.Entry这个接口。
接口Map.Entry
存储在Map中的数据需要实现此接口，主要提供对key和value的操作，也是我们使用最多的操作。我们先分析它：
// 获取对应的key
K getKey();
// 获取对应的value
V getValue();
// 替换原有的value
V setValue(V value);
// 希望我们实现equals和hashCode
boolean equals(Object o);
int hashCode();
// 从1.8起，还提供了比较的方法，类似的方法共四个
public static <K extends Comparable<? super K>, V> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByKey() {
return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
(c1, c2) -> c1.getKey().compareTo(c2.getKey());
}
重要方法
// 返回当前数据个数
int size();
// 是否为空
boolean isEmpty();
// 判断是否包含key，这里用到了key的equals方法，所以key必须实现它
boolean containsKey(Object key);
// 判断是否有key保存的值是value，这也基于equals方法
boolean containsValue(Object value);
// 通过key获取对应的value值
V get(Object key);
// 存入key-value
V put(K key, V value);
// 移除一个key-value对
V remove(Object key);
// 从其他Map添加
void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);
// 清空
void clear();
// 返回所有的key至Set集合中，因为key是不可重的，Set也是不可重的
Set<K> keySet();
// 返回所有的values
Collection<V> values();
// 返回key-value对到Set中
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();
// 希望我们实现equals和hashCode
boolean equals(Object o);
int hashCode();
此外，还有一些Java8相关的default方法，就不一一展示了。
default V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {
V v;
return (((v = get(key)) != null) || containsKey(key))
? v
: defaultValue;
}
超级实现类：AbstractMap
对应于AbstractCollection，AbstractMap的作用也是类似的，主要是提供一些方法的实现，可以方便继承。下面我们看看它都实现了哪些方法：
// 返回大小，这里大小基于entrySet的大小
public int size() {
return entrySet().size();
}
public boolean isEmpty() {
return size() == 0;
}
//基于entrySet操作
public boolean containsKey(Object key) {
Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
if (key==null) {
while (i.hasNext()) {
Entry<K,V> e = i.next();
if (e.getKey()==null)
return true;
}
} else {
while (i.hasNext()) {
Entry<K,V> e = i.next();
if (key.equals(e.getKey()))
return true;
}
}
return false;
}
public boolean containsValue(Object value) {
//...
}
public V get(Object key) {
//...
}
public V remove(Object key) {
//...
}
public void clear() {
entrySet().clear();
}
除此以外，还定义了两个变量：
transient Set<K> keySet;
transient Collection<V> values;
还提供了默认的实现方法，我们只看其中一个吧：
public Set<K> keySet() {
Set<K> ks = keySet;
if (ks == null) {
ks = new AbstractSet<K>() {
public Iterator<K> iterator() {
return new Iterator<K>() {
private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
public boolean hasNext() {
return i.hasNext();
}
public K next() {
return i.next().getKey();
}
public void remove() {
i.remove();
}
};
}
public int size() {
return AbstractMap.this.size();
}
public boolean isEmpty() {
return AbstractMap.this.isEmpty();
}
public void clear() {
AbstractMap.this.clear();
}
public boolean contains(Object k) {
return AbstractMap.this.containsKey(k);
}
};
keySet = ks;
}
return ks;
}
除了以上相关方法以外，AbstractMap还实现了equals、hashCode、toString、clone等方法，这样在具体实现时可以省去很多工作。
下一篇：Java集合源码分析之Map（二）：接口SortedMap
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