【Java】HashMap 介紹

在 Java 中，HashMap 是最常用的集合類之一，它提供了一個基於哈希表的實現，用於存儲鍵值對（Key-Value pairs）。HashMap 是 Map 介面的實現之一，它允許我們使用一個鍵來唯一地標識一個值。

主要特性：

1. 存儲結構：

• HashMap 使用哈希表（Hash Table）來存儲元素。
• 鍵（Key）會通過一個哈希函數進行處理，以確保鍵值對能快速存取。

1. 非同步（Non-synchronized）：

• HashMap 不是同步的，這意味著它不是線程安全的。如果需要多線程環境中使用，應該考慮使用 Collections.synchronizedMap() 或 ConcurrentHashMap。

1. 允許 null 值：

• HashMap 可以存儲 null 鍵和 null 值。
• 鍵只能有一個 null 值，因為鍵是唯一的，但可以有多個 null 值。

1. 無序性：

• HashMap 不保證鍵值對的插入順序。當資料被插入後，並不會以插入順序來儲存。若需按插入順序存儲，可以使用 LinkedHashMap。

1. 性能：

• HashMap 的查找和插入操作的平均時間複雜度為 O(1)，因為它是基於哈希表的。然而，當有哈希衝突時，可能會退化到 O(n)（n 是元素數量），具體取決於哈希函數的效率和碰撞數量。

基本操作方法：

創建 HashMap

import java.util.HashMap; public class HashMapExample { public static void main(String[] args) { // 創建一個空的 HashMap HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>(); // 添加鍵值對 map.put("Alice", 25); map.put("Bob", 30); map.put("Charlie", 35); // 顯示 HashMap 中的鍵值對 System.out.println("HashMap: " + map); // 根據鍵獲取值 System.out.println("Bob's age: " + map.get("Bob")); // 檢查是否存在某個鍵或值 System.out.println("Does the map contain Alice? " + map.containsKey("Alice")); System.out.println("Does the map contain age 30? " + map.containsValue(30)); // 移除某個鍵值對 map.remove("Charlie"); // 顯示刪除後的 HashMap System.out.println("HashMap after removal: " + map); } }

常用方法：

1. put(K key, V value)：將一個鍵值對放入 HashMap，如果鍵已經存在，則覆蓋其值。
2. get(Object key)：根據鍵來獲取對應的值。如果鍵不存在，則返回 null。
3. remove(Object key)：根據鍵移除對應的鍵值對。
4. containsKey(Object key)：檢查 HashMap 是否包含指定的鍵。
5. containsValue(Object value)：檢查 HashMap 是否包含指定的值。
6. size()：返回 HashMap 中的鍵值對數量。
7. isEmpty()：檢查 HashMap 是否為空。
8. keySet()：返回 HashMap 中所有鍵的集合。
9. values()：返回 HashMap 中所有值的集合。

適用場景：

• 當需要快速查找、插入、刪除元素且不關心元素順序時，HashMap 是一個理想的選擇。
• HashMap 特別適合需要根據鍵快速查找對應值的應用場景，如緩存、配置參數存儲等。

HashMap 與其他 Map 實現的區別：

1. HashMap vs TreeMap：

• HashMap 是無序的，而 TreeMap 是有序的，它按鍵的自然順序排序。

1. HashMap vs LinkedHashMap：

• LinkedHashMap 保持插入順序或最近訪問順序，而 HashMap 不保證順序。

HashMap 是一個非常高效且靈活的資料結構，適合處理大多數需要快速鍵值對存取的應用。

本文由 ChatGPT 生成