集合中map有什么样的特点？ 泛型的定义和使用？ 求解答

Question

集合中map有什么样的特点？

泛型的定义和使用？
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Answer 1

在 Java 中，Map 是一种用于存储键值对的数据结构，属于 Java 集合框架的一部分。它主要有以下几个特点：

1. 键值对存储

• Map 以键值对（key-value pairs）的形式存储数据，每个键唯一地映射到一个值。
• 键不能重复，但值可以重复。
• 典型实现类：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、Hashtable 等。

2. 键的唯一性

• 每个键在 Map 中是唯一的，不能重复。如果插入一个重复的键，新的值将替换掉旧的值。

3. 无序性或有序性

• 不同实现类对键值对的存储顺序不同：
  • HashMap：键值对无序存储，基于哈希表。
  • LinkedHashMap：存储顺序与插入顺序相同。
  • TreeMap：键按自然顺序或自定义顺序排序，基于红黑树。

4. 快速查找

• 通过键可以快速查找相应的值，查找时间复杂度通常为 O(1)（对于 HashMap），或者 O(log n)（对于 TreeMap）。

5. 允许 null 键和值

• HashMap 和 LinkedHashMap 允许一个 null 键和多个 null 值。
• TreeMap 不允许 null 键。

常用方法

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("one", 1);   // 添加键值对
map.get("one");       // 通过键获取值
map.containsKey("one");  // 检查是否包含指定键
map.containsValue(1);    // 检查是否包含指定值
map.remove("one");    // 移除指定键的键值对
map.size();           // 获取键值对数量

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泛型的定义和使用

Java 泛型（Generics）是引入的一种机制，用来使类、接口和方法具有更强的类型安全性和通用性，避免在使用时进行类型转换，提高代码的可读性和安全性。

1. 泛型类

泛型类允许在类的定义中指定一个或多个类型参数，这些类型参数可以在类的字段、方法或构造函数中使用。

// 定义一个泛型类
public class Box<T> {
    private T item;
    
    public void set(T item) {
        this.item = item;
    }
    
    public T get() {
        return this.item;
    }
}

// 使用泛型类
Box<String> box = new Box<>();
box.set("Hello");
String value = box.get();  // 类型安全，无需强制转换

2. 泛型方法

泛型方法可以在方法的返回类型或参数类型中使用泛型，方法定义时可以独立于类是否是泛型类。

// 定义一个泛型方法
public <T> T print(T item) {
    System.out.println(item);
    return item;
}

// 调用泛型方法
String result = print("Hello");  // T 推断为 String

3. 泛型接口

接口也可以使用泛型，允许接口的实现类在实现时指定具体的类型。

public interface Container<T> {
    void add(T item);
    T get();
}

// 实现泛型接口
class StringContainer implements Container<String> {
    private String item;

    public void add(String item) {
        this.item = item;
    }

    public String get() {
        return this.item;
    }
}

4. 泛型通配符

泛型通配符 ? 允许定义具有一定灵活性和限制的泛型类型，常见的有：

• ? extends T：表示类型 T 的子类型。
• ? super T：表示类型 T 的父类型。

  public void processList(List<? extends Number> list) {
    // list 可以是 List<Integer>, List<Double> 等
  }
  

泛型的主要优点：

• 类型安全：在编译时可以检查类型错误，避免运行时的 ClassCastException。
• 可重用性：泛型类或方法可以用于多个不同的类型，提高代码的重用性。