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【Simple Java】Java Maps的9個常見問題，simplemaps

編輯：JAVA綜合教程

【Simple Java】Java Maps的9個常見問題，simplemaps

一般來說，Map是一種由鍵值對組成的數據結構，其中鍵（key）在Map中是不能重復的；

本篇文章總結了9個最常見的問題（關於Java Map及其實現類）；

出於簡單考慮，在代碼例子中我將不使用泛型，因此，我將僅僅寫上Map而不是寫上Map<K, V>，且Map中的Key和Value都是可以比較的，意味著K和V都實現了Comparable接口；

1.Map轉List

在Java中，Map接口提供了三個集合視圖，即key set， value set，和key-value set。它們都可以轉成List集合，如下代碼所示：

// key list
List keyList = new ArrayList(map.keySet());
// value list
List valueList = new ArrayList(map.valueSet());
// key-value list
List entryList = new ArrayList(map.entrySet());

2.迭代遍歷Map中的key-value

迭代遍歷Map中的鍵值對是最基本的操作。在Java中，鍵值對信息存儲在Map.Entry類中。通過調用Map.entrySet()方法會返回鍵值對集合，因此最有效的遍歷Map中的鍵值對如下代碼所示：

for(Entry entry: map.entrySet()) {
    // get key
    K key = entry.getKey();
    // get value
    V value = entry.getValue();
}

當然，也可以通過迭代器遍歷，如下代碼：

while(itr.hasNext()) {
    Entry entry = itr.next();
    // get key
    K key = entry.getKey();
    // get value
    V value = entry.getValue();
}

3.Map中的元素按Key排序

對Map中的元素按key排序是另一個經常使用的操作。有一種方法是將Map中的元素放進List集合，然後通過一個比較器對集合進行排序，如下代碼示例：

        List list = new ArrayList(map.entrySet());
        Collections.sort(list, new Comparator() {
            public int compare(Entry e1, Entry e2) {
                return e1.getKey().compareTo(e2.getKey());
                }
            });
        }

另一種方法是使用SortedMap，其提供了對Key進行排序的功能；前提是Map中的Key需要實現Comparable接口或者通過構造方法傳入比較器；

TreeMap是SortedMap的一個實現類，它的構造方法能夠接收一個比較器，以下代碼展示了如何將普通Map轉成SortedMap：

SortedMap sortedMap = new TreeMap(new Comparator() {
    @Override
    public int compare(K k1, K k2) {
    return k1.compareTo(k2);
    }
});
sortedMap.putAll(map);

4.Map中的元素按Value排序

同樣可以參考前面的將Map的元素放進List集合然後傳入比較器進行排序，不過這次要比較的對象是Entry.getValue()。如下代碼所示：

List list = new ArrayList(map.entrySet());
Collections.sort(list, new Comparator() {
    @Override
    public int compare(Entry e1, Entry e2) {
        return e1.getValue().compareTo(e2.getValue());
    }
});

對於這個問題，當map中的value都是唯一的情況，我們仍然可以使用sorted map來排序，在這種情況下，你可以將key賦值給value，value賦值給key來實現該功能；但是這種解決方法十分受限，非常不建議使用；

5.初始化一個不可修改的Map

當你想要使用Map來存儲一些常量時，將他們存儲到一個不可修改的Map是一個好習慣。這種防御性編程技術會幫助你創建一個能安全使用且線程安全的map；

我們可以使用靜態代碼塊來初始化一個靜態不可變的map，如下代碼：

public class Test {
private static final Map map;
    static {
        map = new HashMap();
        map.put(1, "one");
        map.put(2, "two");
    }
}

然而以上代碼是有問題的，即使map被聲明成static final，我們仍然可以操作該map，如Test.map.put(3,"three")；因此，這不是不可變的map；

為了創建一個不可變的map，我們需要一個額外的map對象，將它作為入參傳入Collections.unmodifiableMap方法中，然後得到一個不可變的Map，如下代碼：

public class Test {
private static final Map map;
static {
Map aMap = new HashMap();
aMap.put(1, "one");
aMap.put(2, "two");
map = Collections.unmodifiableMap(aMap);
}
}

此時，當我們運行Test.map.put(3,"three")將拋出UnsupportedOperationException異常；

Google的Guava庫支持多種方式創建不可變的Map，想學習的可以參考其官方使用手冊；

6.HashMap, TreeMap, 和Hashtable的區別

HashMap, TreeMap, 和Hashtable是Map接口的三個主要實現類，它們之間的主要區別如下：

是否有序。HashMap和HashTable不會保證元素的有序性，隨著時間推移，元素的順序可能會發生改變；然而TreeMap是有序的，會根據自然順序或依據比較器排序；
key- value限制。HashMap允許key和value為null（key只能有一個為null，因為key不能重復）。HashTable不允許key 或value為null；TreeMap如果使用自然順序或者比較器不允許key為null，使用null key將拋出異常；另外，在TreeMap中value是可以為null的；
是否同步。只有Hashtable是同步的，其它的不是。如果線程安全不在考慮范圍的話，強烈建議使用HashTable。

另一個比較完整的比較如下：

它們之間的更多比較信息可參考如下鏈接：

http://www.programcreek.com/2013/03/hashmap-vs-treemap-vs-hashtable-vs-linkedhashmap/

7.反向查找Map

有時候，我們需要key和value都唯一，這種情況允許我們創建一個雙向查找Map，也就是說，可以通過唯一的value去查找唯一的Key，遺憾的是，JDK並不支持該數據結構；

Apache Common Collections 和 Guava 提供了對雙向查找Map的支持，被叫做BidiMap和BiMap，它們規定了key和value必須是1對1的關系。

8.Map淺拷貝

大部分Map實現類都提供了構造方法，用於對另外一個Map的復制，但是這個復制操作不是同步的，意味著一個線程在對Map進行復制操作的時候，另一個線程可能會對它結構性的修改（增刪該等操作）；為了阻止意外的非同步操作，應該事先使用Collections.synchronizedMap()方法去創建一個同步Map，如下：

Map copiedMap = Collections.synchronizedMap(map);

另外一種淺拷貝方法是使用clone()方法，然而它並不被集合框架作者Josh Bloch推薦；他曾在一次訪談中談到關於”拷貝構造方法VS克隆方法“，他說：

I often provide a public clone method on concrete classes because people expect it. ... It’s a shame that Cloneable is broken, but it happens. ... Cloneable is a weak spot, and I think people should be aware of its limitations.