HashMap、HashTable、LinkedHashMap和TreeMap用法和區別

Java為數據結構中的映射定義了一個接口java.util.Map，它有四個實現類，分別是HashMap、HashTable、LinkedHashMap和TreeMap。本節實例主要介紹這4中實例的用法和區別。
關鍵技術剖析：
Map用于存儲鍵值對，根據鍵得到值，因此不允許鍵重復，值可以重復。
l  （1）HashMap是一個最常用的Map，它根據鍵的hashCode值存儲數據，根據鍵可以直接獲取它的值，具有很快的訪問速度。HashMap最多只允許一條記錄的鍵為null，不允許多條記錄的值為null。HashMap不支持線程的同步，即任一時刻可以有多個線程同時寫HashMap，可能會導致數據的不一致。如果需要同步，可以用Collections.synchronizedMap(HashMap map)方法使HashMap具有同步的能力。
l  （2）Hashtable與HashMap類似，不同的是：它不允許記錄的鍵或者值為空；它支持線程的同步，即任一時刻只有一個線程能寫Hashtable，然而，這也導致了Hashtable在寫入時會比較慢。
l  （3）LinkedHashMap保存了記錄的插入順序，在用Iteraor遍歷LinkedHashMap時，先得到的記錄肯定是先插入的。在遍歷的時候會比HashMap慢。有HashMap的全部特性。
l  （4）TreeMap能夠把它保存的記錄根據鍵排序，默認是按升序排序，也可以指定排序的比較器。當用Iteraor遍歷TreeMap時，得到的記錄是排過序的。TreeMap的鍵和值都不能為空。
  

import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;


public class TestMap {


   public static void init(Map map){
      if (map != null){
         String key = null;
         for (int i=5; i>0; i--){
            key = new Integer(i).toString() + ".0";
            map.put(key, key.toString());
            //Map中的鍵是不重復的，如果插入兩個鍵值一樣的記錄，
            //那么后插入的記錄會覆蓋先插入的記錄
            map.put(key, key.toString() + "0");         }
      }
   }

   public static void output(Map map){
      if (map != null){
         Object key = null;
         Object value = null;
         //使用迭代器遍歷Map的鍵，根據鍵取值
         Iterator it = map.keySet().iterator();
         while (it.hasNext()){
            key = it.next();
            value = map.get(key);
            System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );
         }
         //或者使用迭代器遍歷Map的記錄Map.Entry
         Map.Entry entry = null;
         it = map.entrySet().iterator();
         while (it.hasNext()){
            //一個Map.Entry代表一條記錄
            entry = (Map.Entry)it.next();
            //通過entry可以獲得記錄的鍵和值
            //System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());
         }
      }
   }

   public static boolean containsKey(Map map, Object key){
      if (map != null){
         return map.containsKey(key);
      }
      return false;
   }

   public static boolean containsValue(Map map, Object value){
      if (map != null){
         return map.containsValue(value);
      }
      return false;
   }

   public static void testHashMap(){
      Map myMap = new HashMap();
      init(myMap);
      //HashMap的鍵可以為null
      myMap.put(null,"ddd");
      //HashMap的值可以為null
      myMap.put("aaa", null);
      output(myMap);
   }

   public static void testHashtable(){
      Map myMap = new Hashtable();
      init(myMap);
      //Hashtable的鍵不能為null
      //myMap.put(null,"ddd");
      //Hashtable的值不能為null
      //myMap.put("aaa", null);
      output(myMap);
   }

   public static void testLinkedHashMap(){
      Map myMap = new LinkedHashMap();
      init(myMap);
      //LinkedHashMap的鍵可以為null
      myMap.put(null,"ddd");
      myMap.put(null,"aaa");
      //LinkedHashMap的值可以為null
      myMap.put("aaa", null);
      output(myMap);
   }

   public static void testTreeMap(){
      Map myMap = new TreeMap();
      init(myMap);
      //TreeMap的鍵不能為null
      //myMap.put(null,"ddd");
      //TreeMap的值不能為null
      //myMap.put("aaa", null);
      output(myMap);
   }

   public static void main(String[] args) {
      System.out.println("采用HashMap");
      TestMap.testHashMap();
      System.out.println("采用Hashtable");
      TestMap.testHashtable();
      System.out.println("采用LinkedHashMap");
      TestMap.testLinkedHashMap();
      System.out.println("采用TreeMap");
      TestMap.testTreeMap();

      Map myMap = new HashMap();
      TestMap.init(myMap);
      System.out.println("新初始化一個Map: myMap");
      TestMap.output(myMap);
      //清空Map
      myMap.clear();
      System.out.println("將myMap clear后，myMap空了么?  " + myMap.isEmpty());
      TestMap.output(myMap);
      myMap.put("aaa", "aaaa");
      myMap.put("bbb", "bbbb");
      //判斷Map是否包含某鍵或者某值
      System.out.println("myMap包含鍵aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));
      System.out.println("myMap包含值aaaa?  "+ TestMap.containsValue(myMap, "aaaa"));
      //根據鍵刪除Map中的記錄
      myMap.remove("aaa");
      System.out.println("刪除鍵aaa后，myMap包含鍵aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));
      //獲取Map的記錄數
      System.out.println("myMap包含的記錄數:  " + myMap.size());
   }
}

輸出結果：
采用HashMap
key: null; value: ddd
key: 3.0; value: 3.00
key: aaa; value: null
key: 4.0; value: 4.00
key: 1.0; value: 1.00
key: 5.0; value: 5.00
key: 2.0; value: 2.00
采用Hashtable
key: 4.0; value: 4.00
key: 1.0; value: 1.00
key: 3.0; value: 3.00
key: 5.0; value: 5.00
key: 2.0; value: 2.00
采用LinkedHashMap
key: 5.0; value: 5.00
key: 4.0; value: 4.00
key: 3.0; value: 3.00
key: 2.0; value: 2.00
key: 1.0; value: 1.00
key: null; value: aaa
key: aaa; value: null
采用TreeMap
key: 1.0; value: 1.00
key: 2.0; value: 2.00
key: 3.0; value: 3.00
key: 4.0; value: 4.00
key: 5.0; value: 5.00
新初始化一個Map: myMap
key: 3.0; value: 3.00
key: 4.0; value: 4.00
key: 1.0; value: 1.00
key: 5.0; value: 5.00
key: 2.0; value: 2.00
將myMap clear后，myMap空了么?  true
myMap包含鍵aaa?  true
myMap包含值aaaa?  true
刪除鍵aaa后，myMap包含鍵aaa?  false
myMap包含的記錄數:  1

源碼分析：
遍歷Map有兩種方法：
（1）map的keySet()方法獲得鍵的集合，再調用鍵集合的iterator方法獲得鍵的迭代器，以此迭代地取出Map中的鍵，用get方法獲得鍵對應的值，便完成了Map的遍歷。代碼如下所示：
//使用迭代器遍歷Map的鍵，根據鍵取值
        Iterator it = map.keySet().iterator();
        while (it.hasNext()){
           key = it.next();
           value = map.get(key);
           System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );
        }
（2）使用Map的entrySet方法獲得Map中記錄的集合，每條對象都是一個Map.Entry對象，使用其getKey方法獲得記錄的鍵，使用其getValue方法獲得記錄的值。代碼如下所示：
        //或者使用迭代器遍歷Map的記錄Map.Entry
        Map.Entry entry = null;
        it = map.entrySet().iterator();
        while (it.hasNext()){
           //一個Map.Entry代表一條記錄
           entry = (Map.Entry)it.next();
           //通過entry可以獲得記錄的鍵和值
           //System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());