TreeMap与HashMap的区别

首先介绍一下什么是Map。在数组中我们是通过数组下标来对其内容索引的，而在Map中我们通过对象来对对象进行索引，用来索引的对象叫做key，其对应的对象叫做value。这就是我们平时说的键值对。 

再来看看HashMap和TreeMap有什么区别。HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而 TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。 

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

public class HashMaps {
  public static void main(String[] args) { 


  Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
  map.put("a", "aaa");
  map.put("b", "bbb");
  map.put("c", "ccc");
  map.put("d", "ddd");

  Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();
  while (iterator.hasNext()) {
  Object key = iterator.next();
  System.out.println("map.get(key) is :" + map.get(key));
  }


  // 定义HashTable,用来测试
  Hashtable<String, String> tab = new Hashtable<String, String>();
  tab.put("a", "aaa");
  tab.put("b", "bbb");
  tab.put("c", "ccc");
  tab.put("d", "ddd");
  Iterator<String> iterator_1 = tab.keySet().iterator();
  while (iterator_1.hasNext()) {
  Object key = iterator_1.next();
  System.out.println("tab.get(key) is :" + tab.get(key));
  }

  TreeMap<String, String> tmp = new TreeMap<String, String>();
  tmp.put("a", "aaa");
  tmp.put("b", "bbb");
  tmp.put("c", "ccc");
  tmp.put("d", "cdc");
  Iterator<String> iterator_2 = tmp.keySet().iterator();
  while (iterator_2.hasNext()) {
  Object key = iterator_2.next();
  System.out.println("tmp.get(key) is :" + tmp.get(key));
  }
  }
} 

运行结果如下：

map.get(key) is :ddd
map.get(key) is :bbb
map.get(key) is :ccc
map.get(key) is :aaa
tab.get(key) is :bbb
tab.get(key) is :aaa
tab.get(key) is :ddd
tab.get(key) is :ccc
tmp.get(key) is :aaa
tmp.get(key) is :bbb
tmp.get(key) is :ccc
tmp.get(key) is :cdc

HashMap的结果是没有排序的，而TreeMap输出的结果是排好序的。

下面就要进入本文的主题了。先举个例子说明一下怎样使用HashMap: 
import java.util.*; 
public class Exp1 {
  public static void main(String[] args){
  HashMap h1=new HashMap();
  Random r1=new Random();  
  for (int i=0;i<1000;i++){
  Integer t=new Integer(r1.nextInt(20));
  if (h1.containsKey(t))
  ((Ctime)h1.get(t)).count++;
  else 
  h1.put(t, new Ctime());
  }
  System.out.println(h1);
  }
} 
class Ctime{
  int count=1;
  public String toString(){
  return Integer.toString(count);
  }
} 
在HashMap中通过get()来获取value，通过put()来插入value，ContainsKey()则用来检验对象是否已经存在。可以看出，和ArrayList的操作相比，HashMap除了通过key索引其内容之外，别的方面差异并不大。

前面介绍了，HashMap是基于HashCode的，在所有对象的超类Object中有一个HashCode()方法，但是它和equals方法一样，并不能适用于所有的情况，这样我们就需要重写自己的HashCode()方法。下面就举这样一个例子： 
import java.util.*; 
public class Exp2 {
  public static void main(String[] args){
  HashMap h2=new HashMap();
  for (int i=0;i<10;i++)
  h2.put(new Element(i), new Figureout());
  System.out.println("h2:");
  System.out.println("Get the result for Element:");
  Element test=new Element(5);
  if (h2.containsKey(test))
  System.out.println((Figureout)h2.get(test));
  else 
  System.out.println("Not found");
  }
} 
class Element{
  int number;
  public Element(int n){
  number=n;
  } 
} 
class Figureout{
  Random r=new Random();
  boolean possible=r.nextDouble()>0.5;
  public String toString(){
  if (possible)
  return "OK!";
  else 
  return "Impossible!";
  }
}

在这个例子中，Element用来索引对象Figureout,也即Element为key，Figureout为value。在Figureout中随机生成一个浮点数，如果它比0.5大，打印"OK!"，否则打印"Impossible!"。之后查看Element(3)对应的Figureout结果如何。 
结果却发现，无论你运行多少次，得到的结果都是"Not found"。也就是说索引Element(3)并不在HashMap中。这怎么可能呢？ 
原因得慢慢来说：Element的HashCode方法继承自Object，而Object中的HashCode方法返回的HashCode对应于当前的地址，也就是说对于不同的对象，即使它们的内容完全相同，用HashCode（）返回的值也会不同。这样实际上违背了我们的意图。因为我们在使用 HashMap时，希望利用相同内容的对象索引得到相同的目标对象，这就需要HashCode()在此时能够返回相同的值。在上面的例子中，我们期望 new Element(i) (i=5)与 Elementtest=newElement(5)是相同的，而实际上这是两个不同的对象，尽管它们的内容相同，但它们在内存中的地址不同。因此很自然的，上面的程序得不到我们设想的结果。下面对Element类更改如下： 
class Element{
  int number;
  public Element(int n){
  number=n;
  } 
  public int hashCode(){
  return number;
  }
  public boolean equals(Object o){
  return (o instanceof Element) && (number==((Element)o).number);
  }
} 
在这里Element覆盖了Object中的hashCode()和equals()方法。覆盖hashCode()使其以number的值作为 hashcode返回，这样对于相同内容的对象来说它们的hashcode也就相同了。而覆盖equals()是为了在HashMap判断两个key是否相等时使结果有意义（有关重写equals()的内容可以参考我的另一篇文章《重新编写Object类中的方法 》）。修改后的程序运行结果如下： 
h2:
Get the result for Element:
Impossible! 
请记住：如果你想有效的使用HashMap，你就必须重写在其的HashCode()。 
还有两条重写HashCode()的原则： 
[list=1]

不必对每个不同的对象都产生一个唯一的hashcode，只要你的HashCode方法使get()能够得到put()放进去的内容就可以了。即"不为一原则"。 
生成hashcode的算法尽量使hashcode的值分散一些，不要很多hashcode都集中在一个范围内，这样有利于提高HashMap的性能。即"分散原则"。 至于第二条原则的具体原因，有兴趣者可以参考Bruce Eckel的《Thinking in Java》，在那里有对HashMap内部实现原理的介绍，这里就不赘述了。 
掌握了这两条原则，你就能够用好HashMap编写自己的程序了。不知道大家注意没有，java.lang.Object中提供的三个方法：clone()，equals()和hashCode()虽然很典型，但在很多情况下都不能够适用，它们只是简单的由对象的地址得出结果。这就需要我们在自己的程序中重写它们，其实java类库中也重写了千千万万个这样的方法。利用面向对象的多态性——覆盖，Java的设计者很优雅的构建了Java的结构，也更加体现了Java是一门纯OOP语言的特性。 



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