Map-增强的Map集合
Map用于保存具有映射关系的数据，因此Map集合里保存着两组值，一组值用于保存Map里的key，另外一组值用于保存Map里的value，key和value都可以是任何引用类型的数据。Map的key不允许重复，即同一个Map对象的任何两个key通过equals方法比较总是返回false。
key和value之间存在单向一对一关系，即通过指定的key，总能找到唯一的、确定的value。从Map中取出数据时，只要给出指定的key，就可以取出对应的value。如果把Map的两组值拆开来看，Map里的数据有如图所示的结构。

从图中可以看出，如果把Map里的所有key放在一起来看，它们就组成了一个Set集合（所有的key没有顺序，key与key之间不能重复），实际上Map确实包含了一个keySet()方法，用于返回Map里所有key组成的Set集合。
不仅如此，Map里key集和Set集合里元素的存储形式也很像，Map子类和Set子类在名字上也惊人地相似，比如Set接口下有HashSet、LinkedHashSet、SortedSet（接口）、TreeSet、EnumSet等子接口和实现类，而Map接口下则有HashMap、LinkedHashMap、SortedMap（接口）、TreeMap、EnumMap等子接口和实现类。正如它们的名字所暗示的，Map的这些实现类和子接口中key集的存储形式和对应Set集合中元素的存储形式完全相同。
Map和Set基本是一脉相传，如果把key-value对中的value当成key的附庸：key在哪里，value就跟在哪里。这样就可以像对待Set一样来对待Map了。事实上，Map提供了一个Entry内部类来封装key-value对，而计算Entry存储时则只考虑Entry封装的key。从Java源码来看，Java是先实现了Map，然后通过包装一个所有value都为空对象的Map就实现了Set集合。
Map与List又有类似之处，如果把Map里的所有value放在一起来看，它们又非常类似于一个List：元素与元素之间可以重复，每个元素可以根据索引来查找，只是Map中的索引不再使用整数值，而是以另一个对象作为索引。如果需要从List集合中取出元素，则需要提供该元素的数字索引；如果需要从Map中取出元素，则需要提供该元素的key索引。因此，Map有时也被称为字典，或关联数组。Map接口中定义了如下常用的方法。
1.void clear()：删除该Map对象中的所有key-value对。
2.boolean containsKey(Object key)：查询Map中是否包含指定的key，如果包含则返回true。
3.boolean containsValue(Object value)：查询Map中是否包含一个或多个value，如果包含则返回true。
4.Set entrySet()：返回Map中包含的key-value对所组成的Set集合，每个集合元素都是Map.Entry（Entry是Map的内部类）对象。
5.Object get(Object key)：返回指定key所对应的value；如果此Map中不包含该key，则返回null。
6.boolean isEmpty()：查询该Map是否为空（即不包含任何key-value对），如果为空则返回true。
7.Set keySet()：返回该Map中所有key组成的Set集合。
8.Object put(Object key, Object value) ： 添 加 一 个 keyvalue对，如果当前Map中已有一个与该key相等的key-value对，则新的key-value对会覆盖原来的key-value对。
8.void putAll(Map m)：将指定Map中的key-value对复制到本Map中。
9.Object remove(Object key) ： 删除指定key所对应的keyvalue对，返回被删除key所关联的value，如果该key不存在，则返回null。
10.boolean remove(Object key, Object value)：这是Java 8新 增的方法，删除指定key、value所对应的key-value对。如果从 该Map中成功地删除该key-value对，该方法返回true，否则返回false。
11.int size()：返回该Map里的key-value对的个数。
12.Collection values() ：返回该Map里所有的value组成的Collection。

Map接口提供了大量的实现类，典型实现如HashMap和Hashtable等、HashMap的子类LinkedHashMap，还有SortedMap子接口及该接口的实现类TreeMap，以及WeakHashMap、IdentityHashMap等。下面将详细介绍Map接口实现类。
Map中包括一个内部类Entry，该类封装了一个key-value对。Entry包含如下三个方法。
1.Object getKey()：返回该Entry里包含的key值。
2.Object getValue()：返回该Entry里包含的value值。
3.Object setValue(V value)：设置该Entry里包含的value值并返回新设置的value值。
Map集合最典型的用法就是成对地添加、删除key-value对，接下来即可判断该Map中是否包含指定key，是否包含指定value，也可以通过Map提供的keySet()方法获取所有key组成的集合，进而遍历Map中所有的key-value对。

Java 8为Map增加了如下方法：
1.remove（Object key，Object value）默认方法。
2.Object compute(Object key,BiFunction remappingFunction):该方法使用
remappingFunction根据原key-value对计算一个新value。只要新value不为null，就使用 新value覆盖原value；如果原value不为null，但新value为null，则删除原key-value对；如果原value、新value同时为null，那么该方法不改变任何key-value对，直接返回null。
3.Object computeIfAbsent(Object key, Function mappingFunction)：如果传给该方法的key参数在Map中对应的value为null，则使用mappingFunction根据key计算一个新的结 果，如果计算结果不为null，则用计算结果覆盖原有的value。 如果原Map原来不包括该key，那么该方法可能会添加一组keyvalue对。
4.Object computeIfPresent(Object key, BiFunction remappingFunction)：如果传给该方法的key参数在Map中对应 的value不为null，该方法将使用remappingFunction根据原
key、value计算一个新的结果，如果计算结果不为null，则使 用该结果覆盖原来的value；如果计算结果为null，则删除原key-value对。
5.void forEach(BiConsumer action)：该方法是Java 8为Map新 增的一个遍历key-value对的方法，通过该方法可以更简洁地遍历Map的key-value对。
6.Object getOrDefault(Object key, V defaultValue)：获取 指 定 key 对 应 的 value 。 如 果该key不存在，则返回defaultValue。
7.Object merge(Object key, Object value, BiFunction remappingFunction)：该方法会先根据key参数获取该Map中对 应的value。如果获取的value为null，则直接用传入的value覆 盖原有的value（在这种情况下，可能要添加一组key-value对）；如果获取的value不为null，则使用remappingFunction函数根据原value、新value计算一个新的结果，并用得到的结果去覆盖原有的value。
8.Object putIfAbsent(Object key, Object value)：该方法会 自动检测指定key对应的value是否为null，如果该key对应的value为null，该方法将会用新value代替原来的null值。
9.Object replace(Object key, Object value)：将Map中指定key对应的value替换成新value。与传统put()方法不同的是， 该方法不可能添加新的key-value对。如果尝试替换的key在原Map中不存在，该方法不会添加key-value对，而是返回null。
10.boolean replace(K key, V oldValue, V newValue)：将Map中指定key-value对的原value替换成新value。如果在Map中找 到指定的key-value对，则执行替换并返回true，否则返回false。
11.replaceAll(BiFunction function)：该方法使用BiFunction对原key-value对执行计算，并将计算结果作为该key-value对的value值。

改进的HashMap和Hashtable（废弃）实现类
HashMap和Hashtable都是Map接口的典型实现类，它们之间的关系完全类似于ArrayList和Vector的关系：Hashtable是一个古老的Map实现类，它从JDK 1.0起就已经出现了，当它出现时，Java还没有提供Map接口，所以它包含了两个烦琐的方法，即elements()（类似于Map接口定义的values()方法）和keys()（类似于Map接口定义的keySet()
方法），现在很少使用这两个方法。
目前都用HashMap，Java 8改进了HashMap的实现，使用HashMap存在key冲突时依然具有较好的性能。此外，Hashtable和HashMap存在两点典型区别。
➢ Hashtable是一个线程安全的Map实现，但HashMap是线程不安全的实现，所以HashMap比Hashtable的性能高一点；但如果有多个线程访问同一个Map对象时，使用Hashtable实现类会更好。
➢ Hashtable不允许使用null作为key和value，如果试图把null值放进Hashtable中，将会引发NullPointerException异常；但HashMap可以使用null作为key或value。
由于HashMap里的key不能重复，所以HashMap里最多只有一个keyvalue对的key为null，但可以有无数多个key-value对的value为null。与Vector类似的是，尽量少用Hashtable实现类，即使需要创建线程安全的Map实现类，也无须使 用Hashtable实现类，可以通过Collections工具类把HashMap变成线程安全的。

为了成功地在HashMap、Hashtable中存储、获取对象，用作key的对象必须实现hashCode()方法和equals()方法。与HashSet集合不能保证元素的顺序一样，HashMap、Hashtable也不能保障key-value对的顺序，Hashtable判断两个key相等的标准也是：两个key通过equals()方法比较返回true，两个key的hashCode值也相等。
除此之外，HashMap、Hashtable中还包含一个containsValue()方法，用于判断是否包含指定的value。那么HashMap、Hashtable如何判断两个value相等呢？HashMap、Hashtable判断两个value相等的标准更简单：只要两个对象通过equals()方法比较返回true即可。
当使用自定义类作为HashMap、Hashtable的key时，如果重写该类的equals(Object obj)和hashCode()方法，则应该保证两个方法的判断标准一致—当两个key通过equals()方法比较返回true时，两个key的hashCode()返回值也应该相同。

LinkedHashMap实现类
HashSet有一个LinkedHashSet子类，HashMap也有一个LinkedHashMap子类；LinkedHashMap也使用双向链表来维护key-value对的顺序（其实只需要考虑key的顺序），该链表负责维护Map的迭代顺序，迭代顺序与key-value对的插入顺序保持一致。
LinkedHashMap可以避免对HashMap、Hashtable里的key-value对进行排序（只要插入key-value对时保持顺序即可），同时又可避免使用TreeMap所增加的成本。
LinkedHashMap需要维护元素插入的顺序，因此性能略低于HashMap；但因为它以链表来维护内部顺序，所以在迭代访问Map里的全部元素时将有较好的性能。
Java 8也为Map新增forEach()方法来遍历Map集合。

Map的典型应用-------配置文件，使用Properties类读写属性文件
Properties类是Hashtable类的子类，该对象在处理属性文件时特别方便（Windows操作平台上的ini文件就是一种属性文件）。Properties类可以把Map对象和属性文件关联起来，也就是可以把Map对象中的key-value对写入属性文件中，也可以把属性文件中的“属性名=属性值”加载到Map对象中。由于属性文件里的属性名、属性值只能是字符串类型，所以Properties类里的key、value都是字符串类型。该类提供了如下三个方法来修改Properties里的key、value值。Properties相当于一个key、value都是String类型的Map。提供了如下方法：
➢ String getProperty(String key)：获取Properties中指定属性名对应的属性值，类似于Map的get（Object key）方法。
➢ String getProperty(String key, String defaultValue)： 该方法与前一个方法基本相似。该方法多一个功能，如果Properties中不存在指定的key时，则该方法指定默认值。
➢ Object setProperty(String key, String value)：设置属性值，类似于Hashtable的put()方法。
除此之外，它还提供了两个读写属性文件的方法，就是将Properties对象写入文件中。
➢ void load(InputStream inStream)：从属性文件（以输入流表示）中加载key-value对，把加载到的key-value对追加到Properties里（Properties是Hashtable的子类，它不保证keyvalue对之间的次序）。
➢ void store(OutputStream out, String comments) :将Properties中的key-value对输出到指定的属性文件（以输出流表示）中。
SortedMap接口和TreeMap实现类
Set接口----SortedSet子接口----TreeSet实现类；
Map接口----SortedMap子接口----TreeMap实现类；
TreeMap就是一个红黑树数据结构，每个key-value对即作为红黑树的一个节点。TreeMap存储key-value对（节点）时，需要根据key对节点进行排序。TreeMap可以保证所有的key-value对处于有序状态。
TreeMap也有两种排序方式。
1.自然排序：TreeMap的所有key必须实现Comparable接口，而且所有的key应该都是同一个类的对象，否则将抛出ClassCastException异常。
2.定制排序：创建TreeMap时，传入一个Comparator对象，该对象负责对TreeMap中的所有key进行排序。采用定制排序时不要求Map的key实现Comparable接口。
类似于TreeSet中判断两个元素相等的标准，TreeMap中判断两个key相等的标准是：两个key通过compareTo()方法返回0，TreeMap即认为这两个key是相等的。
如果使用自定义类作为TreeMap的key，且想让TreeMap良好地工作，则重写该类的equals()方法和compareTo()方法时应保持一致的返回结果：两个key通过equals()方法比较返回true时，它们通过compareTo()方法比较应该返回0。如果equals()方法与compareTo()方法的返回结果不一致，TreeMap与Map接口的规则就会冲突。

再次强调：
Set和Map的关系十分密切，Java源码就是先实现了HashMap、TreeMap等集合，然后通过包装一个所有的value都为空对象的Map集合实现了Set集合类。
与TreeSet类似的是，TreeMap中也提供了一系列根据key顺序访问key-value对的方法。
➢ Map.Entry firstEntry()：返回该Map中最小key所对应的key-value对，如果该Map为空，则返回null。
➢ Object firstKey()：返回该Map中的最小key值，如果该Map为空，则返回null。
➢ Map.Entry lastEntry()：返回该Map中最大key所对应的keyvalue对，如果该Map为空或不存在这样的key-value对，则都返回null。
➢ Object lastKey()：返回该Map中的最大key值，如果该Map为空或不存在这样的key，则都返回null。
➢ Map.Entry higherEntry(Object key)：返回该Map中位于key后一位的key-value对（即大于指定key的最小key所对应的keyvalue对）。如果该Map为空，则返回null。
➢ Object higherKey(Object key)：返回该Map中位于key后一位 的key值（即大于指定key的最小key值）。如果该Map为空或不存在这样的key-value对，则都返回null。
➢ Map.Entry lowerEntry(Object key)：返回该Map中位于key前 一位的key-value对（即小于指定key的最大key所对应的keyvalue对）。如果该Map为空或不存在这样的key-value对，则都返回null。
➢ Object lowerKey(Object key)：返回该Map中位于key前一位 的key值（即小于指定key的最大key值）。如果该Map为空或不存在这样的key，则都返回null。
➢ NavigableMap subMap(Object fromKey, boolean fromInclusive, Object toKey, boolean toInclusive)：返回 该Map的子Map，其key的范围是从fromKey（是否包括取决于第二个参数）到toKey（是否包括取决于第四个参数）。
➢ SortedMap subMap(Object fromKey, Object toKey)：返回该Map的子Map，其key的范围是从fromKey（包括）到toKey（不包括）。
➢ SortedMap tailMap(Object fromKey)：返回该Map的子Map，其key的范围是大于fromKey（包括）的所有key。
➢ NavigableMap tailMap(Object fromKey, boolean inclusive) ：返回该Map的子 Map ， 其key的范围是大于fromKey（是否包括取决于第二个参数）的所有key。
➢ SortedMap headMap(Object toKey)：返回该Map的子Map，其key的范围是小于toKey（不包括）的所有key。
➢ NavigableMap headMap(Object toKey, boolean inclusive) ：返回该Map的子 Map ， 其key的范围是小于toKey（是否包括取决于第二个参数）的所有key。

提示：
表面上看起来这些方法很复杂，其实它们很简单。因为TreeMap中的key-value对是有序的，所以增加了访问第一个、前一个、后一 个、最后一个key-value对的方法，并提供了几个从TreeMap中截取子TreeMap的方法。

WeakHashMap实现类（没大用）
WeakHashMap与HashMap的用法基本相似。与HashMap的区别在于，HashMap的key保留了对实际对象的强引用，这意味着只要该HashMap对象不被销毁，该HashMap的所有key所引用的对象就不会被垃圾回收，HashMap也不会自动删除这些key 所对应的 key-value对；但WeakHashMap的key只保留了对实际对象的弱引用，这意味着如果WeakHashMap对象的key所引用的对象没有被其他强引用变量所引用，则这些key所引用的对象可能被垃圾回收，WeakHashMap也可能自动删除这些key所对应的key-value对。
WeakHashMap中的每个key对象只持有对实际对象的弱引用，因此，当垃圾回收了该key所对应的实际对象之后，WeakHashMap会自动删除该key对应的key-value对。

IdentityHashMap实现类（啥用？）
这个Map实现类的实现机制与HashMap基本相似，但它在处理两个key相等时比较独特：在IdentityHashMap中，当且仅当两个key严格相等（key1==key2）时，IdentityHashMap才认为两个key相等；对于普通的HashMap而言，只要key1和key2通过equals()方法比较返回true，且它们的hashCode值相等即可。
注意：
IdentityHashMap是一个特殊的Map实现！此类实现Map接口时， 它有意违反Map的通常规范：IdentityHashMap要求两个key严格相等时才认为两个key相等，IdentityHashMap提供了与HashMap基本相似的方法，也允许使用null作为key和value。与HashMap相似：IdentityHashMap也不保证key-value对之间的顺序，更不能保证它们的顺序随时间的推移保持不变。

EnumMap实现类
EnumMap是一个与枚举类一起使用的Map实现，EnumMap中的所有key都必须是单个枚举类的枚举值。创建EnumMap时必须显式或隐式指定它对应的枚举类。EnumMap具有如下特征。
➢ EnumMap在内部以数组形式保存，所以这种实现形式非常紧凑、高效。
➢ EnumMap根据key的自然顺序（即枚举值在枚举类中的定义顺 序 ）来维护key-value对的顺序，当程序通过keySet() 、entrySet()、values()等方法遍历EnumMap时可以看到这种顺序。
➢ EnumMap不允许使用null作为key，但是null可以作为value，如果试图使用null作为key时将抛出NullPointerException异常。如果只是查询是否包含值为null的key，或只是删除值为null的key，都不会抛出异常。与创建普通的Map有所区别的是，创建EnumMap时必须指定一个枚举类，从而将该EnumMap和指定枚举类关联起来。

再次进度map内部性能大比拼！！！各Map实现类的性能分析
对于Map的常用实现类而言，虽然HashMap和Hashtable的实现机制几乎一样，但由于Hashtable是一个古老的、线程安全的集合，因此HashMap通常比Hashtable要快。
TreeMap通常比HashMap、Hashtable要慢（尤其在插入、删除key-value对时更慢），因为TreeMap底层采用红黑树来管理key-value对（红黑树的每个节点就是一个key-value对）。使用TreeMap有一个好处：TreeMap中的key-value对总是处于有序状态，无须专门进行排序操作。当TreeMap被填充之后，就可以调用keySet()，取得由key组成的Set，然后使用toArray()方法生成key的 数组，接下来使用Arrays的binarySearch()方法在已排序的数组中快速地查询对象。
对于一般的应用场景，程序应该多考虑使用HashMap，因为HashMap正是为快速查询设计的（HashMap底层其实也是采用数组来存储key-value对）。但如果程序需要一个总是排好序的Map时，则可以考虑使用TreeMap。
LinkedHashMap比HashMap慢一点，因为它需要维护链表来保持Map中key-value时的添加顺序。IdentityHashMap性能没有特别出色之处，因为它采用与HashMap基本相似的实现，只是它使用==而不是equals()方法来判断元素相等。EnumMap的性能最好，但它只能使用同一个枚举类的枚举值作为key。

HashSet和HashMap的性能选项
对于HashSet及其子类而言，它们采用hash算法来决定集合中元素的存储位置，并通过hash算法来控制集合的大小；
对于HashMap、Hashtable及其子类而言，它们采用hash算法来决定Map中key的存储，并通过hash算法来增加key集合的大小。
hash表里可以存储元素的位置被称为“桶（bucket）”，在通常情况下，单个“桶”里存储一个元素，此时有最好的性能：hash算法可以根据hashCode值计算出“桶”的存储位置，接着从“桶”中取出元素。但hash表的状态是open的：在发生“hash冲突”的情况下，单个桶会存储多个元素，这些元素以链表形式存储，必须按顺序搜索。因为HashSet和HashMap、Hashtable都使用hash算法来决定其元素 （HashMap则只考虑key）的存储，因此HashSet、HashMap的hash表包含如下属性。
1.容量（capacity）：hash表中桶的数量。
2.初始化容量（initial capacity）：创建hash表时桶的数量。HashMap和HashSet都允许在构造器中指定初始化容量。
3.尺寸（size）：当前hash表中记录的数量。
4.负 载 因 子 （ load factor ）：负载因子==“size/capacity”计算而得。负载因子为0，表示空的hash表，0.5表示半满的hash表，依此类推。轻负载的hash表具有冲突少、适宜插入与查询的特点（但是使用Iterator迭代元素时比较慢）。除此之外，hash表里还有一个“负载极限”，“负载极限”是一个0～1的数值，“负载极限”决定了hash表的最大填满程度。当hash表中的负载因子达到指定的“负载极限”时，hash表会自动成倍地增 加容量（桶的数量），并将原有的对象重新分配，放入新的桶内，这称为rehashing。
HashSet和HashMap、Hashtable的构造器允许指定一个负载极限，HashSet和HashMap、Hashtable默认的“负载极限”为0.75，这表明当该hash表的3/4已经被填满时，hash表会发生rehashing。
“负载极限”的默认值（0.75）是时间和空间成本上的一种折 中：较高的“负载极限”可以降低hash表所占用的内存空间，但会增 加查询数据的时间开销，而查询是最频繁的操作（HashMap的get()与put()方法都要用到查询）；较低的“负载极限”会提高查询数据的性能，但会增加hash表所占用的内存开销。程序员可以根据实际情况来调整HashSet和HashMap的“负载极限”值。
如果开始就知道HashSet和HashMap、Hashtable会保存很多记录，则可以在创建时就使用较大的初始化容量，如果初始化容量始终大于HashSet和HashMap、Hashtable所包含的最大记录数除以“负载极限”，就不会发生rehashing。使用足够大的初始化容量创建HashSet和HashMap、Hashtable时，可以更高效地增加记录，但将初始化容量设置太高可能会浪费空间，因此通常不要将初始化容量设置得过高。