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title: "00-Map总览"
created: 2025-12-02
tags:
  - Java
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# Map

> [!note] 定位说明
> 本篇是 Map 系列总览：Map 核心特性 + 四实现类对比 + 选型入门。深读动线：[[01-HashMap|HashMap]] → [[02-HashMap源码解析|HashMap 源码]] → [[03-LinkedHashMap|LinkedHashMap]]（LRU）→ [[05-TreeMap|TreeMap]]（排序，含 [[07-红黑树|红黑树]] 前置篇）。

### **Map 核心特性**

1. **键值对存储**

   - 每个条目由 **键（Key）** 和 **值（Value）** 组成，键唯一（底层通过 `equals()` 和 `hashCode()` 保证），值可重复。
   - 典型操作：`put(K key, V value)`（插入 / 更新）、`get(Object key)`（通过键取值）、`containsKey(Object key)`（判断键是否存在）。
2. **无序性与有序性**

   - **无序 Map**（如 `HashMap`）：键值对的存储顺序与插入顺序无关，遍历时顺序不可预测。
   - **有序 Map**（如 `LinkedHashMap`、`TreeMap`）：
     - `LinkedHashMap` 按**插入顺序**或**访问顺序**维护条目顺序。
     - `TreeMap` 按**键的自然排序**或**自定义比较器**排序（如字典序、数值大小）。
3. **线程安全性**

   - 核心实现类（`HashMap`、`LinkedHashMap`、`TreeMap`）**非线程安全**，多线程场景需使用 `ConcurrentHashMap` 或手动同步（如 `Collections.synchronizedMap()`）。
4. **null 支持**

   - `HashMap`、`LinkedHashMap`：允许 **1 个 null 键**和 **多个 null 值**（`TreeMap` 不允许null 键，`Hashtable` 不允许任何 null）。

### **核心实现类概览**

| **实现类** | **数据结构** | **顺序性** | **线程安全** | **null 键支持** | **典型场景** |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| [[2-Learning/04-Java/02-Java容器/04-Map系列/01-HashMap|HashMap]] | 哈希表（数组 + 链表 + 红黑树） | 无序 | 非安全 | 允许 | 快速键值对查询（如缓存、字典） |
| [[2-Learning/04-Java/02-Java容器/04-Map系列/03-LinkedHashMap|LinkedHashMap]] | 哈希表 + 双向链表 | 插入 / 访问顺序 | 非安全 | 允许 | 有序存储、LRU 缓存 |
| [[2-Learning/04-Java/02-Java容器/04-Map系列/05-TreeMap|TreeMap]] | 红黑树（自平衡二叉树） | 自然 / 定制排序 | 非安全 | 不允许 | 排序、范围查询（如字典序统计） |
| [[2-Learning/04-Java/02-Java容器/00-容器总览|Hashtable（见总览）]] | 哈希表（数组 + 链表） | 无序 | 安全（同步） | 不允许 | 旧系统线程安全场景（极少使用） |

### **与 Set、Queue 的对比**

| **接口 / 类** | **存储形式** | **核心特性** | **典型场景** |
| --- | --- | --- | --- |
| **Set** | 单一元素 | 元素唯一、无序 / 有序（取决于实现类） | 去重、唯一性校验 |
| **Queue** | 线性元素（FIFO） | 先进先出、支持阻塞操作（如 `BlockingQueue`） | 任务队列、消息传递 |
| **Map** | 键值对 | 快速映射、键唯一、值可重复 | 数据关联、配置管理、统计计数 |

### **快速入门建议**

1. **优先使用 HashMap**：

   若无特殊顺序或线程安全需求，`HashMap` 是性能最优的选择，适用于高频的 `put`/`get` 操作（如用户信息存储、缓存系统）。
2. **需要有序性时**：

   - 按插入顺序：选 `LinkedHashMap`（如用户操作日志记录）。
   - 按键排序：选 `TreeMap`（如学生成绩排名、按时间戳排序的事件数据）。
3. **线程安全场景**：

   - 高并发：使用 `ConcurrentHashMap`（JDK 8 优化后性能显著提升）。
   - 低并发且需兼容旧代码：使用 `Hashtable`（不推荐，仅用于遗留系统）。
4. **避免误区**：

   - 不要用 `TreeMap` 替代 `HashMap` 做普通映射（排序开销会降低性能）。
   - `LinkedHashMap` 的访问顺序模式需配合 `removeEldestEntry` 实现 LRU，否则无法自动淘汰旧元素。

通过理解 `Map` 的核心特性与实现类差异，可根据业务需求快速选择合适的数据结构，提升代码效率和可维护性。

### 上手示例：遍历三式与计数套路

```java
Map<String, Integer> score = new HashMap<>();
score.put("Alice", 92);
score.put("Bob", 85);

// 1. entrySet——键值都要，首选（一次遍历拿全）
for (Map.Entry<String, Integer> e : score.entrySet()) {
    System.out.println(e.getKey() + " = " + e.getValue());
}

// 2. keySet——只要键，值用 get 补（两次查找，略慢）
for (String name : score.keySet()) {
    System.out.println(name);
}

// 3. values——只要值
for (Integer s : score.values()) {
    System.out.println(s);
}

// 4. forEach（JDK 8+，写起来最短）
score.forEach((name, s) -> System.out.println(name + ":" + s));
```

> [!tip] 两个日常最高频的套路
> **词频统计**——别写 `if (map.containsKey(k)) map.put(k, map.get(k)+1)` 三行了：
> ```java
> `map.merge(word, 1, Integer::sum);`            // 存在则加 1，不存在放 1
> map.putIfAbsent(word, 0);                    // 只在缺键时补默认值
> int def = map.getOrDefault("nobody", 0);     // 取值给默认值，避免 null
> ```
> 这三个方法（`merge` / `putIfAbsent` / `getOrDefault`）是 JDK 8 给 Map 的"日常三件套"，刷题和业务代码里到处都是。
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