HashMap与TreeMap是Collection框架中的一部分。
HashMap
java.util.HashMap类是一种基于哈希的实现。在HashMap中,我们有一个key和一个value,pair<Key,Value><script type="math/tex" id="MathJax-Element-1"> </script>。
HashMap<K, V> hmap = new HashMap<K, V>();
我们考虑下面的例子,我们需要对已知整型数组中的每个整数计算出现的次数。
Input: arr[] = {10, 3, 5, 10, 3, 5, 10};
Output: Frequency of 10 is 3
Frequency of 3 is 2
Frequency of 5 is 2
/* Java program to print frequencies of all elements using
HashMap */
import java.util.*;
class Main
{
// This function prints frequencies of all elements
static void printFreq(int arr[])
{
// Creates an empty HashMap
HashMap<Integer, Integer> hmap =
new HashMap<Integer, Integer>();
// Traverse through the given array
for (int i = 0; i < arr.length; i++)
{
Integer c = hmap.get(arr[i]);
// If this is first occurrence of element
if (hmap.get(arr[i]) == null)
hmap.put(arr[i], 1);
// If elements already exists in hash map
else
hmap.put(arr[i], ++c);
}
// Print result
for (Map.Entry m:hmap.entrySet())
System.out.println("Frequency of " + m.getKey() +
" is " + m.getValue());
}
// Driver method to test above method
public static void main (String[] args)
{
int arr[] = {10, 34, 5, 10, 3, 5, 10};
printFreq(arr);
}
}
输出:
Frequency of 34 is 1
Frequency of 3 is 1
Frequency of 5 is 2
Frequency of 10 is 3
重点:
- HashMap不会用key或者value维持某种顺序,如果我们想用key进行排序,我们需要用TreeMap。
- 复杂度:get/put/containsKey()操作在平均情况下是O(1),但是我们不能保证,因为这得看花费多长时间计算hash
应用:
HashMap是哈希算法的一个基本实现。所以无论啥时候我们需要用键值对计算哈希值,我们可以用HashMap。例如,在Web应用中,username保存在HashMap的key中,用户数据保存在value中,为的是根据用户名能够更快地检索出用户数据。
TreeMap
当我们只需要有序地存储唯一元素的时候,TreeMap就比较方便啦。Java.util.TreeMap底层用的是红黑树,它可以确保没有重复元素;另外它可以保证元素是排过序的。
TreeMap<K, V> hmap = new TreeMap<K, V>();
下面是基于TreeMap的相同的实现。相比较前面的O(n)的时间复杂度,这个方案有更耗时的时间复杂度O(nLogn) 。这个方法的优势是我们可以得到有序的元素。
/* Java program to print frequencies of all elements using
TreeMap */
import java.util.*;
class Main
{
// This function prints frequencies of all elements
static void printFreq(int arr[])
{
// Creates an empty TreeMap
TreeMap<Integer, Integer> tmap =
new TreeMap<Integer, Integer>();
// Traverse through the given array
for (int i = 0; i < arr.length; i++)
{
Integer c = tmap.get(arr[i]);
// If this is first occurrence of element
if (tmap.get(arr[i]) == null)
tmap.put(arr[i], 1);
// If elements already exists in hash map
else
tmap.put(arr[i], ++c);
}
// Print result
for (Map.Entry m:tmap.entrySet())
System.out.println("Frequency of " + m.getKey() +
" is " + m.getValue());
}
// Driver method to test above method
public static void main (String[] args)
{
int arr[] = {10, 34, 5, 10, 3, 5, 10};
printFreq(arr);
}
}
输出:
Frequency of 3 is 1
Frequency of 5 is 2
Frequency of 10 is 3
Frequency of 34 is 1
重点:
- 像add, remove, containsKey这样的操作时间复杂度是O(log n),这里的n是TreeMap中元素的个数。
- TreeMap总是保持元素是(递增)有序的,但是HashMap中的元素是无序的。TreeMap也提供了一些很酷的方法,比如first,last,floor与key的上取整。
总结
- HashMap实现的是Map接口,然而TreeMap实现的是SortedMap接口。SortedMap接口是Map接口的孩子。
- HashMap实现了Hashing,TreeMap实现的是红黑树(一种自平衡的二叉树)。因此所有Hashing与二叉平衡树的区别 应用于此。
- HashMap与TreeMap都有它们对应的类HashSet与TreeSet。 HashSet与TreeSet实现的都是Set接口。在 HashSet与TreeSet中,我们只有key,没有value,它们主要用于查看元素在set中是否存在。对于上面的问题,我们不能用HashSet (或者TreeSet),因为我们不能存储计数。一个打印数组中不同元素的例子问题就是,相比较HashMap (或者TreeMap),我们更倾向于使用HashSet (或者TreeSet)。
参考文献:
https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/Collection.html