Map (Отображение)
В контейнерах Map (отображение) хранятся два объекта: ключ и связанное с ним значение. Иногда используют термин «ассоциативный массив» или «словарь».
Map позволяет искать объекты по ключу. Объект, ассоциированный с ключом, называется значением. И ключи, и значения являются объектами. Ключи могут быть уникальными, а значения могут дублироваться. Некоторые отображения допускают пустые ключи и пустые значения.
Классы для карт:
- AbstractMap — абстрактный класс, реализующий большую часть интерфейса Map
- EnumMap — расширяет класс AbstractMap для использования с ключами перечислимого типа enum
- HashMap — структура данных для хранения связанных вместе пар «ключ-значение», применяется для использования хеш-таблицы
- TreeMap — для использования дерева, т.е. отображение с отсортированными ключами
- WeakHashMap — для использования хеш-таблицы со слабыми ключами, отображение со значениями, которые могут удаляться сборщиком мусора, если они больше не используются
- LinkedHashMap — отображение с запоминанием порядка, в котором добавлялись элементы, разрешает перебор в порядке вставки
- IdentityHashMap — использует проверку ссылочной эквивалентности при сравнении документов, отображение с ключами, сравниваемыми с помощью операции == вместо метода equals()
Метод toString() выводит содержимое в виде фигурных скобок, где ключи и значения разделяются знаком равенства. Ключи слева, значения справа.
Отображения не поддерживают реализацию интерфейса Iterable, поэтому нельзя перебрать карту через цикл for в форме for-each.
Интерфейс Map соотносит уникальные ключи со значениями. Ключ — это объект, который вы используете для последующего извлечения данных. Задавая ключ и значение, вы можете помещать значения в объект отображения. После того как это значение сохранено, вы можете получить его по ключу.
interface Map
В параметре K указывается тип ключей, в V — тип хранимых значений.
- void clear() — удаляет все пары «ключ-значение» из вызывающего отображения
- boolean containsKey(Object k) — возвращает значение true, если вызывающее отображение содержит ключ k. В противном случае возвращает false
- boolean containsValue(Object v) — возвращает значение true, если вызывающее отображение содержит значение v. В противном случае возвращает false
- Set> entrySet() — возвращает набор, содержащий все значения отображения. Набор содержит объекты интерфейса Map.Entry. Т.е. метод представляет отображение в виде набора
- boolean equals(Object o) — возвращает значение true, если параметр o — это отображение, содержащее одинаковые значения. В противном случае возвращает false
- V get(Object k) — возвращает значение, ассоциированное с ключом k. Возвращает значение null, если ключ не найден.
- int hashCode() — возвращает хеш-код вызывающего отображения
- boolean isEmpty() — возвращает значение true, если вызывающее отображение пусто. В противном случае возвращает false
- Set keySet() — возвращает набор, содержащий ключи вызывающего отображения. Метод представляет ключи вызывающего отображения в виде набора
- V put(K k, V v) — помещает элемент в вызывающее отображение, переписывая любое предшествующее значение, ассоциированное с ключом. Возвращает null, если ключ ранее не существовал. В противном случае возвращается предыдущее значение, связанное с ключом.
- void putAll(Map m) — помещает все значения из m в отображение
- V remove(Object k) — удаляет элемент, ключ которого равен k
- int size() — возвращает количество пар «ключ-значение» в отображении
- Collection values() — возвращает коллекцию, содержащую значения отображения.
Основные методы — get() и put(), чтобы получить или поместить значения в отображение.
Интерфейс Sortedmap расширяет интерфейс Map и гарантирует, что элементы размещаются в возрастающем порядке значений ключей.
Интерфейс NavigableMap (Java 7) расширяет интерфейс Sortedmap и определяет поведение отображения, поддерживающее извлечение элементов на основе ближайшего соответствия заданному ключу или ключам.
Интерфейс Map.Entry позволяет работать с элементом отображения.
HashMap обеспечивает максимальную скорость выборки, а порядок хранения его элементов не очевиден. TreeMap хранит ключи отсортированными по возрастанию, а LinkedHashMap хранит ключи в порядке вставки, но не обеспечивает скорость поиска HashMap.
В Android 11 (R) обещают добавить несколько перегруженных версий метода of(), которые являются частью Java 8.
В Android 11 (R) обещают добавить методы ofEntries() и entry(), которые являются частью Java 8.
Как работает map java
Map в Java — это интерфейс, который представляет собой коллекцию пар «ключ-значение». Каждый ключ может отображаться только на одно значение, но разные ключи могут отображаться на одно и то же значение. Map является интерфейсом, поэтому для его использования необходимо создать объект класса, который реализует интерфейс Map
В Java есть несколько реализаций интерфейса Map , в том числе HashMap , TreeMap и LinkedHashMap
- HashMap использует хэш-таблицы для хранения данных. Он не гарантирует порядок элементов, но обеспечивает быстрый доступ к элементам.
- TreeMap использует сбалансированные деревья для хранения данных. Он автоматически сортирует элементы в порядке возрастания ключей.
- LinkedHashMap — это комбинация HashMap и LinkedList . Он сохраняет порядок элементов в том порядке, в котором они были добавлены.
Пример использования Map:
import java.util.HashMap; import java.util.Map; public class MapExample public static void main(String[] args) MapString, Integer> numbers = new HashMap<>(); // добавляем элементы в Map numbers.put("one", 1); numbers.put("two", 2); numbers.put("three", 3); // получаем значение по ключу int value = numbers.get("two"); System.out.println(value); // => 2 // проверяем наличие ключа в Map boolean containsKey = numbers.containsKey("four"); System.out.println(containsKey); // => false // перебираем все элементы Map for (Map.EntryString, Integer> entry : numbers.entrySet()) String key = entry.getKey(); int value = entry.getValue(); System.out.println(key + " color: #000000;font-weight: bold">+ value); > > > Вывод объекта map на консоль:
HashMap
HashMap — структура данных, одна из коллекций языка Java. Представляет собой хэш-таблицу. Так называется набор из пар «ключ-значение», где у ключей есть хэши, то есть числовые уникальные идентификаторы. Они высчитываются для каждого ключа.
Освойте профессию «Java-разработчик»
Общее название сущности, которая хранит в себе ключи и значения, — ассоциативный массив. То есть структура данных, похожая на массив, где вместо индексов — ключи. Самый очевидный пример — простая таблица, где заголовок является ключом.
В HashMap ключом может быть практически что угодно, но важен в первую очередь хэш ключа.
Профессия / 14 месяцев
Java-разработчик
Освойте востребованный язык
Для чего нужен HashMap
HashMap пользуются разработчики на Java. Как и все структуры, относящиеся к коллекциям, он нужен в первую очередь для хранения информации и работы с ней. HashMap быстро работает, и большинство операций в нем выполняется за фиксированное время — это происходит благодаря оптимизированному доступу к данным. Как и практически все структуры из Collections Framework, он динамический, то есть его размер не фиксирован — туда можно добавить практически любое количество объектов.
HashMap используется, когда разработчику нужно хранить где-то пары «ключ-значение», при этом иметь возможность быстро получить значение по ключу. Например, имя пользователя и номер его телефона. Если нужно хранить просто список значений, лучше подойдет ArrayList или похожая структура.
Как устроены хэш-таблицы
HashMap — структура из пар «ключ-значение». Внутри это динамический массив ключей. Каждый элемент массива — своеобразная «корзинка», которая хранит связанный список со значением. О том, что собой представляет каждая из этих сущностей, можно почитать в статьях про ArrayList и коллекции.
Но HashMap используют для хранения пар — на каждый ключ приходится только одно значение. То есть связанный список будет состоять из одного элемента, а ссылаться этот элемент будет на null — специальное «пустое» значение. Если бы в такой структуре значений было несколько, первое ссылалось бы на второе и так далее — так устроен связанный список.
Связанный список нужен, чтобы избежать коллизий. Мы подробнее расскажем об этом ниже.
Для оптимизации доступа используется хэш ключа. Когда в HashMap добавляют ключ и значение, для ключа сразу высчитывается хэш. По нему определяется позиция в массиве для этой пары: для расчета есть специальные формулы.
Станьте Java-разработчиком
и создавайте сложные сервисы
на востребованном языке
Реализация и свойства HashMap
HashMap — динамическая структура, то есть количество «корзинок» может изменяться. По умолчанию сущность создается с 16 «корзинками», но это поведение можно поменять при создании, для чего надо задать хэш-таблице начальный размер вручную. Когда элементов в ней становится больше, чем корзинок, структура удлиняется — перезаписывает массив на новый, с большей длиной. По умолчанию длина увеличивается вдвое.
У HashMap, как и у всех подобных структур, есть набор своих методов — функций, которые позволяют удобно работать с данными. Для добавления, поиска, перезаписи или удаления элемента есть свои команды; также можно перебирать элементы и ключи и делать многое другое. Благодаря использованию хэшей эти методы работают очень быстро, и для самых популярных из них время выполнения константно, если нет коллизий.
Коллизии и их предотвращение
В идеальной ситуации хэш полностью индивидуален для каждого уникального объекта. Но в реальности хэши могут совпадать у совершенно разных объектов. Это происходит из-за несовершенства существующих алгоритмов.
Может случиться так, что у двух разных ключей окажется одинаковый хэш. Или хэш будет разным, но по формуле позиция для обоих хэшей будет одинаковой. Тогда значения обоих ключей окажутся записаны в одну «корзинку». Это и есть коллизия. Именно из-за коллизий для хранения значений используется связанный список: если бы в массиве просто хранился объект, любая коллизия перезаписала бы текущее значение, а это опасно. А при текущей реализации, даже если случится коллизия, новое значение просто запишется в начало той же «корзинки», не изменив старое.
Если такое случится, структура потеряет эффективность и будет работать медленнее, поэтому коллизий все равно лучше не допускать, но сами данные останутся целы.
Отличие от перезаписи
HashMap умеет отличать коллизию от реальной перезаписи элемента. Когда структуре дают новую пару «ключ-значение», она проверяет, есть ли в массиве такие хэши и такие ключи. Результат такой:
- если таких хэшей и ключей нет, в хэш-таблицу просто добавляется новая пара;
- если такой ключ есть, это перезапись — структура переписывает элемент с таким же ключом;
- если такого ключа нет, но хэш есть — это коллизия, новое значение записывается в ту же «корзинку» за предыдущим.
Вы можете узнать больше про структуры данных в Java. Получите новую профессию на курсах и станьте разработчиком на популярном языке.
Java-разработчик
Java уже 20 лет в мировом топе языков программирования. На нем создают сложные финансовые сервисы, стриминги и маркетплейсы. Освойте технологии, которые нужны для backend-разработки, за 14 месяцев.
Map в Java. Hashmap в Java
Привет! Это статья про Карты (Map), один из способов хранения данных в Java.
Что такое карта (Map)
К сожалению, карта (Map) в Java не имеет никакого отношения к картам из реального мира �� Ну или почти никакого.
В программировании, карта (Map) — это структура данных, в которой объекты хранятся не по одному, как во всех остальных, а в паре «ключ — значение».
Ну вот представьте, что у нас есть обычный массив строк, в котором хранятся, например, имена людей — Вася, Катя, Лена:
Тем не менее, в карте мы храним пары «ключ-значение» — и обращаться к элементам мы будем не по индексам, а по ключам. В нашем случае ключ — это дата рождения:
Причем ключем может быть что угодно — число, строка или какой-нибудь другой объект.
Какие есть виды карт (map) в Java
Cреди основных реализаций можно назвать:
Если представить в виде диаграммы, будет выглядеть так:
Но для начала этого явно многовато �� Поэтому по теме «map в Java» мы чуть позже напишем несколько статей. А пока эта статья будет как вводная с основным акцентом на HashMap.
Давайте посмотрим, чем они друг от друга отличаются.
- HashMap — хранит значения в произвольном порядке, но позволяет быстро искать элементы карты. Позволяет задавать ключ или значение ключевым словом null.
- LinkedHashMap — хранит значения в порядке добавления.
- TreeMap — сама сортирует значения по заданному критерию. TreeMap используется либо с Comparable элементами, либо в связке с Comparator. Смотрите статью «Интерфейсы Comparable и Comparator».
- Hashtable — как HashMap, только не позволяет хранить null и синхронизирован с точки зрения многопоточности — это значит, что много потоков могут работать безопасно с Hashtable. Но данная реализация старая и медленная, поэтому сейчас уже не используется в новых проектах.
Можно сказать, что для начала Вам хватит знать и уметь работать с HashMap. Именно на ней мы и будем приводить примеры.
Синтаксис HashMap
Создание объекта типа Map похоже на создание коллекций — только мы должны задавать два типа — тип ключа и тип значения: