在数据结构中我们经常会使用到 Map 和 Set ，Map 和 Set 到底是什么，它怎样去使用呢？因此博主整理出 Map 和 Set 这两个接口的介绍与使用方法。

目录

1. 啥是Map和Set?

1.1 Map和Set的模型

2. Map的使用

2.1Map的说明

2.2 Java中Map常用的方法

3. Set的使用

3.1Java中Set的常用方法 

1. 啥是Map和Set?

Map 和 Set 是一种专门用来搜索的一个容器或数据结构，它的用途就是为了更快捷、有效的增删改查数据。

在之前的学习中，大家查找数据并对数据进行增删改查基本上使用的都是for循序这种直接遍历的方式，其时间复杂度为O(N)，元素如果比较多效率会非常慢。这样的查找是静态的查找。而 Map 和 Set 是实现动态查找的一个集合结构。

通过上图我们可以看到，Set 接口和 Map 接口。底层都有 HashMap 和 TreeMap 使用了这个接口，因此我们把 Map 和 Set 一起来讲。

1.1 Map和Set的模型

通常我们把查找的数据称为关键字 Key，关键字Key对应的值为Value。只有单独的关键字Key我们称为 Key 模型，Key 与 Value 组合的模型我们称之为 键值对。因此有两种解释： 

(1)Key模型

Key模型的思想类似于一个快速查询，如在一个数组查找值为Key的元素。Set存储的就是Key模型，其语法格式为：Set<Key>。通过下方程序理解：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        set.add(1);//添加Key值为1
        set.add(6);//添加Key值为6
        System.out.println(set);//输出set集合
    }
}

输出: 

(2)Key与Value模型

Key与Value，类似于起绰号，如林冲对应的绰号为“豹子头”(Map<林冲,豹子头)，罗翔口中的张三对应的绰号为“法外狂徒”(Map<张三,法外狂徒>)。Map中存储的是就是Key-Value的键值对，其语法格式为：Map<Key,Value>。对应下方代码来理解:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Character,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put('A',6);
        map.put('G',3);
        System.out.println(map);//输出map集合
    }
}

输出： 

2. Map的使用

通过上方 Map 和 Set 的模型我们知道了，Map 中存储的是一个<Key,Value>的键值对结构。那么Map 它是一个接口，底层有 HashMap 和 TreeMap 使用了这个接口。

因此，我们不能直接实例化(new)一个Map对象，SortedMap也是一个接口，也不能实例化。但可以实例化 Map 底层的HashMap和TreeMap。因此，我们使用 Map 来操作数据时，使用的就是HashMap 和 TreeMap 了。

2.1Map的说明

在 Map 这个集合中，Map 中 Key 值是唯一的，Value 值可不唯一，借助以下代码来理解：

    public static void main(String[] args) {
        Map<Character,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put('A',3);//键值对A,3
        map.put('B',3);//键值对B,3
        map.put('A',6);//键值对A,6
        System.out.println(map);//输出map集合
}

输出：

通过输出结果我们发现到，第一行的键值对A,3没有输出。只输出了第二行键值对 B,3 和第三行的键值对 A,6。因此我们可以确定 Map 集合中Key值 唯一、Value值不唯一。

2.2 Java中Map常用的方法

以下为这些方法的实例演示:

public static void main(String[] args) {
        //实例化一个HashMap对象为map这个集合
        Map<Character,Integer> map = new HashMap<>();
        //put方法
        map.put('A',3);//put方法给map集合添加键值对A,3
        map.put('B',3);//put方法给map集合添加键值对B,3
        System.out.println("put两个键值对后map集合为: "+map);
        System.out.println("输出A对应的value值: "+map.get('A'));//get方法
        System.out.println("输出C对应的value值没有则输出默认值666: "+map.getOrDefault('C', 666));
        //remove方法
        map.remove('A');
        System.out.println("删除A后的map集合为: "+map);
        //keySet方法
        System.out.println("map集合中Key不重复值组成的集合: "+map.keySet());
        //entrySet方法
        System.out.println("map集合中的所有Key=Value映射(键值对)关系:"+map.entrySet());
        //containsKey方法
        System.out.println("判断map集合中是否包含Key为A的值: "+map.containsKey('A'));
        //containsValue方法
        System.out.println("判断map集合中是否包含Value为3的值: "+map.containsValue(3));
    }

输出以下内容:

当然，以上的实例是以实例化HashMap的对象来完成的，大家可以尝试使用TreeMap来完成以上方法。 

通过上方所有知识点的学习，我们能总结以下几点:

1. Map是一个抽象类，不能被实例化，只能实例化底层的HashMap和TreeMap
2. Map中存储的键值对Key是唯一的，Value是不唯一的
3. Map中的Key可以全部分离出来，存储在Set中的任何一个子集合中(通过Set<K> keySet()方法)。因为Key不能重复！
4. Map中的Value也可以全部分离出来，存储在Collection的任何一个子集合中(通过方法Collection<V> values()方法)，因为Value可以重复！
5. Map中的键值对Key值不能直接修改，Value可修改，如果要修改Key只能先删除Key值再重新插入。

3. Set的使用

通过上方学习，我们知道了Set 与 Map 主要的不同有两点：Set是继承自 Collection 的接口类，Se t中只存储了 Key。

3.1Java中Set的常用方法 

以下为各个方法的实例测试：

public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        set.add(10);//添加元素10
        set.add(12);//添加元素12
        //打印set集合
        System.out.println(set);
        //判断11是否在set集合中
        System.out.println(set.contains(11));
        //返回迭代器
        System.out.println(set.iterator());
        //删除集合中的10
        set.remove(10);
        //打印set集合
        System.out.println(set);
        //输出set集合大小
        System.out.println(set.size());
        //判断set是否为空,空返回true否则返回false
        System.out.println(set.isEmpty());
        //将set集合转换为数组的形式
        System.out.println(Arrays.toString(set.toArray()));
    }

输出:

因此，我们可以总结以下7点: 

1. Set是继承自Collection的一个接口类
2. Set中只存储了key，并且要求key一定要唯一
3. Set的底层是使用Map来实现的，其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的
4. Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重
5. 实现Set接口的常用类有TreeSet和HashSet，还有一个LinkedHashSet，LinkedHashSet是在HashSet的基础上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序。
6. Set中的Key不能修改，如果要修改，先将原来的删除掉，然后再重新插入
7. Set中不能插入null的key。

当然了，我们掌握了 Map 和 Set 的使用方法后还需要了解的是，在 Map 和 Set 的底层 TreeMap 的结构为红黑树，HashMap 的结构为哈希桶。TreeMap 的查找速度O(log2N)，HashMap的查找速度为O(1)。感兴趣的伙伴可以在下方专栏中搜索 TreeMap 和 HashMap 的区别。

🧑‍💻作者：程序猿爱打拳，Java领域新星创作者，阿里云社区博客专家。

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