三、【Map】
主要內容
- Map集合
教學目標
- 能夠說出Map集合特點
- 使用Map集合添加方法保存數據
- 使用”鍵找值”的方式遍歷Map集合
- 使用”鍵值對”的方式遍歷Map集合
- 能夠使用HashMap存儲自定義鍵值對的數據
- 能夠使用HashMap編寫斗地主洗牌發牌案例
第一章 Map集合
1.1 概述
現實生活中，我們常會看到這樣的一種集合：IP地址與主機名，身份證號與個人，系統用戶名與系統用戶對象等，這種一一對應的關系，就叫做映射。Java提供了專門的集合類用來存放這種對象關系的對象，即java.util.Map接口。
我們通過查看Map接口描述，發現Map接口下的集合與Collection接口下的集合，它們存儲數據的形式不同，如下圖。
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- Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解為單身），向集合中存儲元素采用一個個元素的方式存儲。
- Map中的集合，元素是成對存在的(理解為夫妻)。每個元素由鍵與值兩部分組成，通過鍵可以找對所對應的值。
- Collection中的集合稱為單列集合，Map中的集合稱為雙列集合。
- 需要注意的是，Map中的集合不能包含重復的鍵，值可以重復；每個鍵只能對應一個值。
1.2 Map常用子類
通過查看Map接口描述，看到Map有多個子類，這里我們主要講解常用的HashMap集合、LinkedHashMap集合。
- HashMap<K,V>：存儲數據采用的哈希表結構，元素的存取順序不能保證一致。由于要保證鍵的唯一、不重復，需要重寫鍵的hashCode()方法、equals()方法。
- LinkedHashMap<K,V>：HashMap下有個子類LinkedHashMap，存儲數據采用的哈希表結構+鏈表結構。通過鏈表結構可以保證元素的存取順序一致；通過哈希表結構可以保證的鍵的唯一、不重復，需要重寫鍵的hashCode()方法、equals()方法。
tips：Map接口中的集合都有兩個泛型變量<K,V>,在使用時，要為兩個泛型變量賦予數據類型。兩個泛型變量<K,V>的數據類型可以相同，也可以不同。
1.3 Map接口中的常用方法
Map接口中定義了很多方法，常用的如下：
- public V put(K key, V value): 把指定的鍵與指定的值添加到Map集合中。
- public V remove(Object key): 把指定的鍵 所對應的鍵值對元素 在Map集合中刪除，返回被刪除元素的值。
- public V get(Object key) 根據指定的鍵，在Map集合中獲取對應的值。
- boolean containsKey(Object key) 判斷集合中是否包含指定的鍵。
- public Set<K> keySet(): 獲取Map集合中所有的鍵，存儲到Set集合中。
- public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 獲取到Map集合中所有的鍵值對對象的集合(Set集合)。
Map接口的方法演示
public class MapDemo {public static void main(String[] args) {//創建 map對象HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();//添加元素到集合map.put("黃曉明", "楊穎");map.put("文章", "馬伊琍");map.put("鄧超", "孫儷");System.out.println(map);//String remove(String key)System.out.println(map.remove("鄧超"));System.out.println(map);// 想要查看 黃曉明的媳婦 是誰System.out.println(map.get("黃曉明"));System.out.println(map.get("鄧超")); } }tips:
使用put方法時，若指定的鍵(key)在集合中沒有，則沒有這個鍵對應的值，返回null，并把指定的鍵值添加到集合中；
若指定的鍵(key)在集合中存在，則返回值為集合中鍵對應的值（該值為替換前的值），并把指定鍵所對應的值，替換成指定的新值。
1.4 Map集合遍歷鍵找值方式
鍵找值方式：即通過元素中的鍵，獲取鍵所對應的值
分析步驟：
代碼演示：
public class MapDemo01 {public static void main(String[] args) {//創建Map集合對象 HashMap<String, String> map = new HashMap<String,String>();//添加元素到集合 map.put("胡歌", "霍建華");map.put("郭德綱", "于謙");map.put("薛之謙", "大張偉");//獲取所有的鍵 獲取鍵集Set<String> keys = map.keySet();// 遍歷鍵集 得到 每一個鍵for (String key : keys) {//key 就是鍵//獲取對應值String value = map.get(key);System.out.println(key+"的CP是："+value);} } }遍歷圖解：
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1.5 Entry鍵值對對象
我們已經知道，Map中存放的是兩種對象，一種稱為key(鍵)，一種稱為value(值)，它們在在Map中是一一對應關系，這一對對象又稱做Map中的一個Entry(項)。Entry將鍵值對的對應關系封裝成了對象。即鍵值對對象，這樣我們在遍歷Map集合時，就可以從每一個鍵值對（Entry）對象中獲取對應的鍵與對應的值。
既然Entry表示了一對鍵和值，那么也同樣提供了獲取對應鍵和對應值得方法：
- public K getKey()：獲取Entry對象中的鍵。
- public V getValue()：獲取Entry對象中的值。
在Map集合中也提供了獲取所有Entry對象的方法：
- public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet(): 獲取到Map集合中所有的鍵值對對象的集合(Set集合)。
1.6 Map集合遍歷鍵值對方式
鍵值對方式：即通過集合中每個鍵值對(Entry)對象，獲取鍵值對(Entry)對象中的鍵與值。
操作步驟與圖解：
獲取Map集合中，所有的鍵值對(Entry)對象，以Set集合形式返回。方法提示:entrySet()。
遍歷包含鍵值對(Entry)對象的Set集合，得到每一個鍵值對(Entry)對象。
通過鍵值對(Entry)對象，獲取Entry對象中的鍵與值。 方法提示:getkey() getValue()
遍歷圖解：
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tips：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach進行遍歷。但是轉成Set之后就可以使用了。
1.7 HashMap存儲自定義類型鍵值
練習：每位學生（姓名，年齡）都有自己的家庭住址。那么，既然有對應關系，則將學生對象和家庭住址存儲到map集合中。學生作為鍵, 家庭住址作為值。
注意，學生姓名相同并且年齡相同視為同一名學生。
編寫學生類：
public class Student {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o)return true;if (o == null || getClass() != o.getClass())return false;Student student = (Student) o;return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name, age);} }編寫測試類：
public class HashMapTest {public static void main(String[] args) {//1,創建Hashmap集合對象。Map<Student,String>map = new HashMap<Student,String>();//2,添加元素。map.put(newStudent("lisi",28), "上海");map.put(newStudent("wangwu",22), "北京");map.put(newStudent("zhaoliu",24), "成都");map.put(newStudent("zhouqi",25), "廣州");map.put(newStudent("wangwu",22), "南京");//3,取出元素。鍵找值方式Set<Student>keySet = map.keySet();for(Student key: keySet){Stringvalue = map.get(key);System.out.println(key.toString()+"....."+value);}} }- 當給HashMap中存放自定義對象時，如果自定義對象作為key存在，這時要保證對象唯一，必須復寫對象的hashCode和equals方法(如果忘記，請回顧HashSet存放自定義對象)。
- 如果要保證map中存放的key和取出的順序一致，可以使用java.util.LinkedHashMap集合來存放。
1.8 LinkedHashMap
我們知道HashMap保證成對元素唯一，并且查詢速度很快，可是成對元素存放進去是沒有順序的，那么我們要保證有序，還要速度快怎么辦呢？
在HashMap下面有一個子類LinkedHashMap，它是鏈表和哈希表組合的一個數據存儲結構。
public class LinkedHashMapDemo {public static void main(String[] args) {LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<String, String>();map.put("鄧超", "孫儷");map.put("李晨", "范冰冰");map.put("劉德華", "朱麗倩");Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();for (Entry<String, String> entry : entrySet) {System.out.println(entry.getKey() + " " + entry.getValue());}} }結果:
鄧超 孫儷 李晨 范冰冰 劉德華 朱麗倩1.9 Map集合練習
需求：
計算一個字符串中每個字符出現次數。
分析：
代碼：
public class MapTest { public static void main(String[] args) {//友情提示System.out.println("請錄入一個字符串:");String line = new Scanner(System.in).nextLine();// 定義 每個字符出現次數的方法findChar(line);}private static void findChar(String line) {//1:創建一個集合 存儲 字符 以及其出現的次數HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();//2:遍歷字符串for (int i = 0; i < line.length(); i++) {char c = line.charAt(i);//判斷 該字符 是否在鍵集中if (!map.containsKey(c)) {//說明這個字符沒有出現過//那就是第一次map.put(c, 1);} else {//先獲取之前的次數Integer count = map.get(c);//count++;//再次存入 更新map.put(c, ++count);}}System.out.println(map);} }第二章 補充知識點
2.1 JDK9對集合添加的優化
通常，我們在代碼中創建一個集合（例如，List 或 Set ），并直接用一些元素填充它。 實例化集合，幾個 add方法 調用，使得代碼重復。
public class Demo01 {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("abc");list.add("def");list.add("ghi");System.out.println(list);} }Java 9，添加了幾種集合工廠方法,更方便創建少量元素的集合、map實例。新的List、Set、Map的靜態工廠方法可以更方便地創建集合的不可變實例。
例子：
public class HelloJDK9 { public static void main(String[] args) { Set<String> str1=Set.of("a","b","c"); //str1.add("c");這里編譯的時候不會錯，但是執行的時候會報錯，因為是不可變的集合 System.out.println(str1); Map<String,Integer> str2=Map.of("a",1,"b",2); System.out.println(str2); List<String> str3=List.of("a","b"); System.out.println(str3); } }需要注意以下兩點：
1:of()方法只是Map，List，Set這三個接口的靜態方法，其父類接口和子類實現并沒有這類方法，比如 HashSet，ArrayList等待；
2:返回的集合是不可變的；
2.2 Debug追蹤
使用IDEA的斷點調試功能，查看程序的運行過程
在有效代碼行，點擊行號右邊的空白區域，設置斷點，程序執行到斷點將停止，我們可以手動來運行程序
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點擊Debug運行模式 [外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-H0zBvtQx-1603020688534)(img\debug2.png)]
程序停止在斷點上不再執行，而IDEA最下方打開了Debug調試窗口
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-z6z4Uarp-1603020688536)(img\debug3.png)][外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-T7PnpJcn-1603020688537)(img\debug4.png)]
Debug調試窗口介紹
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-3d3Do1pD-1603020688538)(img\debug5.png)]
快捷鍵F8，代碼向下執行一行,第九行執行完畢，執行到第10行（第10行還未執行）
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-MYaVEaKg-1603020688538)(img\debug6.png)]
切換到控制臺面板，控制臺顯示 請錄入一個字符串： 并且等待鍵盤錄入
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快捷鍵F8，程序繼續向后執行，執行鍵盤錄入操作，在控制臺錄入數據 ababcea
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回車之后效果：[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-LrtgiumY-1603020688541)(img\debug9.png)]
調試界面效果：[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-wceK3wHj-1603020688542)(img\debug0.png)]
此時到達findChar方法，快捷鍵F7，進入方法findChar
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快捷鍵F8 接續執行，創建了map對象，變量區域顯示
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快捷鍵F8 接續執行，進入到循環中，循環變量i為 0,F8再繼續執行，就獲取到變量c賦值為字符‘a’ 字節值97
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快捷鍵F8 接續執行，進入到判斷語句中，因為該字符 不在Map集合鍵集中，再按F8執行，進入該判斷中
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-pwNplxkn-1603020688545)(img\debug14.png)]
快捷鍵F8 接續執行，循環結束，進入下次循環，此時map中已經添加一對兒元素
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快捷鍵F8 接續執行，進入下次循環，再繼續上面的操作，我們就可以看到代碼每次是如何執行的了
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如果不想繼續debug,那么可以使用快捷鍵F9,程序正常執行到結束，程序結果在控制臺顯示
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第三章 模擬斗地主洗牌發牌
3.1 案例介紹
按照斗地主的規則，完成洗牌發牌的動作。
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-d2Jl61dS-1603020688549)(img\斗地主.png)]
具體規則：
規則：手中撲克牌從大到小的擺放順序：大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3
3.2 案例需求分析
完成數字與紙牌的映射關系：
使用雙列Map(HashMap)集合，完成一個數字與字符串紙牌的對應關系(相當于一個字典)。
通過數字完成洗牌發牌
將每個人以及底牌設計為ArrayList,將最后3張牌直接存放于底牌，剩余牌通過對3取模依次發牌。
存放的過程中要求數字大小與斗地主規則的大小對應。
將代表不同紙牌的數字分配給不同的玩家與底牌。
通過Map集合找到對應字符展示。
通過查詢紙牌與數字的對應關系，由數字轉成紙牌字符串再進行展示。
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-Sss0t06r-1603020688550)(img\斗地主分析.png)]
3.3 實現代碼步驟
public class Poker {public static void main(String[] args) {/** 1組裝54張撲克牌*/// 1.1 創建Map集合存儲HashMap<Integer, String> pokerMap = new HashMap<Integer, String>();// 1.2 創建 花色集合 與 數字集合ArrayList<String> colors = new ArrayList<String>();ArrayList<String> numbers = new ArrayList<String>();// 1.3 存儲 花色 與數字Collections.addAll(colors, "?", "?", "?", "?");Collections.addAll(numbers, "2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3");// 設置 存儲編號變量int count = 1;pokerMap.put(count++, "大王");pokerMap.put(count++, "小王");// 1.4 創建牌 存儲到map集合中for (String number : numbers) {for (String color : colors) {String card = color + number;pokerMap.put(count++, card);}}/** 2 將54張牌順序打亂*/// 取出編號 集合Set<Integer> numberSet = pokerMap.keySet();// 因為要將編號打亂順序 所以 應該先進行轉換到 list集合中ArrayList<Integer> numberList = new ArrayList<Integer>();numberList.addAll(numberSet);// 打亂順序Collections.shuffle(numberList);// 3 完成三個玩家交替摸牌，每人17張牌，最后三張留作底牌// 3.1 發牌的編號// 創建三個玩家編號集合 和一個 底牌編號集合ArrayList<Integer> noP1 = new ArrayList<Integer>();ArrayList<Integer> noP2 = new ArrayList<Integer>();ArrayList<Integer> noP3 = new ArrayList<Integer>();ArrayList<Integer> dipaiNo = new ArrayList<Integer>();// 3.2發牌的編號for (int i = 0; i < numberList.size(); i++) {// 獲取該編號Integer no = numberList.get(i);// 發牌// 留出底牌if (i >= 51) {dipaiNo.add(no);} else {if (i % 3 == 0) {noP1.add(no);} else if (i % 3 == 1) {noP2.add(no);} else {noP3.add(no);}}}// 4 查看三人各自手中的牌（按照牌的大小排序）、底牌// 4.1 對手中編號進行排序Collections.sort(noP1);Collections.sort(noP2);Collections.sort(noP3);Collections.sort(dipaiNo);// 4.2 進行牌面的轉換// 創建三個玩家牌面集合 以及底牌牌面集合ArrayList<String> player1 = new ArrayList<String>();ArrayList<String> player2 = new ArrayList<String>();ArrayList<String> player3 = new ArrayList<String>();ArrayList<String> dipai = new ArrayList<String>();// 4.3轉換for (Integer i : noP1) {// 4.4 根據編號找到 牌面 pokerMapString card = pokerMap.get(i);// 添加到對應的 牌面集合中player1.add(card);}for (Integer i : noP2) {String card = pokerMap.get(i);player2.add(card);}for (Integer i : noP3) {String card = pokerMap.get(i);player3.add(card);}for (Integer i : dipaiNo) {String card = pokerMap.get(i);dipai.add(card);}//4.5 查看System.out.println("令狐沖："+player1);System.out.println("石破天："+player2);System.out.println("鳩摩智："+player3);System.out.println("底牌："+dipai);} }總結
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