Java怎么往数组里存储键值对

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Java中如何将键值对存储在数组中的项目方案

在Java编程中，常常需要使用键值对来管理和存储数据。尽管Java原生的HashMap和ArrayList提供了简单便利的方式来存储键值对，但有时我们可能需要直接使用数组来实现这一功能。本文将介绍如何在Java中使用数组存储键值对，并提供一个实际的项目方案。

1. 项目背景

随着信息系统的复杂性增加，有时需要在内存中使用简单的结构来存储配置或状态信息。为了提高系统的性能和访问速度，我们计划创建一个简单的键值对存储解决方案，使用数组来进行存储。

2. 项目目标

我们的目标是设计一个简单的键值对存储系统，能够支持基本的操作，例如插入、查询和删除。使用数组来实现这些功能将帮助我们理解背后的数据结构。

3. 项目需求

键值对存储：需要支持插入、查找和删除操作。
容量动态变化：能够根据需要扩展存储机制。
基本异常处理：确保在操作过程中能妥善处理异常情况。

4. 设计概述

我们将使用一个自定义的类KeyValueStore，内部维护一个键值对的数组，以支持基本操作。每个键值对将使用一个简单的Entry类表示。

4.1 Entry类

该类将负责存储单个键值对。

class Entry {
    String key;
    String value;

    public Entry(String key, String value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }
}

4.2 KeyValueStore类

该类将包含一个Entry数组，以及操作该数组的方法。

class KeyValueStore {
    private Entry[] entries;
    private int size;
    private static final int INITIAL_CAPACITY = 10;

    public KeyValueStore() {
        entries = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
        size = 0;
    }

    public void put(String key, String value) {
        if (size == entries.length) {
            resize();
        }
        entries[size++] = new Entry(key, value);
    }

    public String get(String key) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (entries[i].key.equals(key)) {
                return entries[i].value;
            }
        }
        return null; // 或抛出异常
    }

    public void remove(String key) {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (entries[i].key.equals(key)) {
                entries[i] = entries[size - 1];
                entries[size - 1] = null;
                size--;
                return;
            }
        }
    }

    private void resize() {
        Entry[] newEntries = new Entry[entries.length * 2];
        System.arraycopy(entries, 0, newEntries, 0, size);
        entries = newEntries;
    }
}

5. 常见数据操作示例

以下是如何使用KeyValueStore类的示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        KeyValueStore store = new KeyValueStore();
        
        // 添加键值对
        store.put("name", "John Doe");
        store.put("age", "30");
        
        // 查询值
        System.out.println("Name: " + store.get("name")); // 输出: Name: John Doe
        System.out.println("Age: " + store.get("age"));   // 输出: Age: 30
        
        // 删除键值对
        store.remove("age");
        System.out.println("Age after removal: " + store.get("age")); // 输出: Age after removal: null
    }
}

6. 序列图

以下是关键操作之间的序列图，展示了系统如何进行不同操作：

sequenceDiagram
    participant U as User
    participant K as KeyValueStore
    U->>K: put("name", "John Doe")
    K->>K: Add entry to array
    U->>K: get("name")
    K->>U: Return "John Doe"
    U->>K: remove("name")
    K->>K: Remove entry from array