掌握Java TreeMap与HashMap

在编程开发过程中，经常会涉及到键值对的存取，在Java中比较具有代表性的有HashMap和TreemMap。

这两种Map接口的实现广泛的应用于存储键值对，支持每天在数据集上的各种操作，增、删、改、查。

本文，就来通过示例详细介绍一下TreeMap和HashMap之间的核心异同点。

在Java中，所有Map实现都将存储键值对，但基于实现的差异很小。与TreeMap相比，HashMap在收集框架的日常开发中得到了广泛使用。两者都使用内部存储桶概念，但是当任何存储桶分区变大时，它都会转换为TreeNode结构。

HashMap和TreeMap的相似之处

了解两个类的差异之前，首先看一下它们之间的共同点。

这两个类具有如下共同点：

• HashMap和TreeMap类实现Map<K, V>，Cloneable，Serializable接口，并扩展AbstractMap<K, V>类
• 两者都基于键存储值
• 键值保证始终唯一，如果我们再次添加相同的键，则旧值将被新值替换
• 都不是不是线程安全的，因为如果在迭代过程中修改了原始Map，则会引发运行时异常

HashMap示例

在下面的示例中，我主要实现了如下几个功能：

• 我们使用put()方法向HashMap添加了几个值
• 输出HashMap的所有值
• 使用迭代器打印值
• 从原始HashMap中删除了键“0333”
• 从HashMap中删除键会产生异常

示例代码：

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

publicclass HashMapExamples {

    public static void main(String[] args) {

        Map<String, String> hashMap = new HashMap<>();

        hashMap.put("0111", "one's");
        hashMap.put("0222", "two's");
        hashMap.put("0333", "three's");
        hashMap.put("0444", "four's");
        hashMap.put("0111", "one's modified");

        System.out.println("HashMap values are - " + hashMap);

        System.out.println("Iterating Hashmap and modifying the values");

        Set<String> keys = hashMap.keySet();

        Iterator<String> iterator = keys.iterator();

        while (iterator.hasNext()) {
            String key = iterator.next();
            System.out.println("key - " + key + ", value - " + hashMap.get(key));
            if (key == "0333") {
                hashMap.remove(key);
            }
        }

    }

}

输出：

HashMap values are - {0111=one's modified, 0222=two's, 0333=three's, 0444=four's}
Iterating Hashmap and modifying the values
key - 0111, value - one's modified
key - 0222, value - two's
key - 0333, value - three's
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.base/java.util.HashMap$HashIterator.nextNode(HashMap.java:1490)
    at java.base/java.util.HashMap$KeyIterator.next(HashMap.java:1513)
    at com.javaprogramto.collections.hashmap.HashMapExamples.main(HashMapExamples.java:29)

TreeMap示例

对于TreeMap采用相似的示例，在下面的示例中，我们使用put()方法向TreeMap添加了一些值。接下来，按排序顺序打印TreeMap的所有值。进一步尝试使用迭代器打印值，并从TreeMap中删除了键“ 0333”。从TreeMap中删除键会产生运行时异常。

示例代码：

package com.javaprogramto.collections.treemap;

import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;

publicclass TreeMapExamples {

    public static void main(String[] args) {

        Map<String, String> treeMap = new TreeMap<>();

        treeMap.put("0111", "one's");
        treeMap.put("0222", "two's");
        treeMap.put("0333", "three's");
        treeMap.put("0444", "four's");
        treeMap.put("0111", "one's modified");

        System.out.println("treeMap values are - " + treeMap);

        System.out.println("Iterating treeMap and modifying the values");

        Set<String> keys = treeMap.keySet();

        Iterator<String> iterator = keys.iterator();

        while (iterator.hasNext()) {
            String key = iterator.next();
            System.out.println("key - " + key + ", value - " + treeMap.get(key));
            if (key == "0333") {
                treeMap.remove(key);
            }
        }

    }
}

输出：

treeMap values are - {0111=one's modified, 0222=two's, 0333=three's, 0444=four's}
Iterating treeMap and modifying the values
key - 0111, value - one's modified
key - 0222, value - two's
key - 0333, value - three's
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
    at java.base/java.util.TreeMap$PrivateEntryIterator.nextEntry(TreeMap.java:1208)
    at java.base/java.util.TreeMap$KeyIterator.next(TreeMap.java:1262)
    at com.javaprogramto.collections.treemap.TreeMapExamples.main(TreeMapExamples.java:29)

HashMap和TreeMap之间的区别

以下是这两个类之间的主要区别：

1. TreeMap实现NavigableMap接口而不是Map接口
2. HashMap是基于哈希表实现的，TreeMap是基于树结构（例如红黑树）实现的
3. HashMap仅允许一个空键和多个空值，TreeMap不允许空键，但允许空值
4. HashMap不对键进行排序，TreeMap会对键进行排序
5. HashMap比TreeMap快，因为hashmap不会排序，因此它可以使用put()和get()方法以恒定的O(1)时间时间复杂度轻松访问插入和检索
6. HashMap使用equals()方法进行重复键比较，但对于TreeMap，键是根据compareTo()方法进行比较和排序的