1.概念及场景
Map和set是一种专门用来进行搜索的容器或者数据结构，其搜索的效率与其具体的实例化子类有关。
在此之前，我还接触过直接查询O(N)和二分查询O(logN)，这两个查询有很多不足之出，直接查询的速率太低，而二分查询在使用时要求序列是有序的。
例如：
- 根据姓名查询考试成绩
- 通讯录，即根据姓名查询联系方式
- 不重复集合，即需要先搜索关键字是否已经在集合中
可能在查找时进行一些插入和删除的操作，即动态查找，那上述两种方式就不太适合了。
2. 模型
一般把搜索的数据称为关键字（Key），和关键字对应的称为值（Value），将其称之为Key-value的键值对，所以模型会有两种：
1. 纯 key 模型，比如：
- 有一个英文词典，快速查找一个单词是否在词典中
- 快速查找某个名字在不在通讯录中
2. Key-Value 模型，比如：
- 统计文件中每个单词出现的次数，统计结果是每个单词都有与其对应的次数：<单词，单词出现的次数>
- 梁山好汉的江湖绰号：每个好汉都有自己的江湖绰号
而Map中存储的就是key-value的键值对，Set中只存储了Key
3.Map的使用
3.1关于Map的说明
Map是一个接口类，该类没有继承自Collection，该类中存储的是<K,V>结构的键值对，并且K一定是唯一的，不能重复。
将元素输入到Map当中：
public static void main(String[] args) {Map<Character,Integer> map=new HashMap<>();char[] testCh={'A','B','D','A','E','H'};for (char ch:testCh) {//如果输入的这个key是空，就让他value等于1if(map.get(ch) == null) {map.put(ch,1);}else {//如果输入的这个key是不为空，就让他value加1int val = map.get(ch);map.put(ch,val+1);}}}3.2 关于Map.Entry<K, V>的说明
Map.Entry<K, V> 是Map内部实现的用来存放<key, value>键值对映射关系的内部类，该内部类中主要提供了<key, value>的获取，value的设置以及Key的比较方式。
| 方法 | 解释 |
| K getKey() | 返回 entry 中的 key |
| V getValue() | 返回 entry 中的 value |
| V setValue(V value) | 将键值对中的value替换为指定value |
public static void main(String[] args) {Map<Character,Integer> map=new HashMap<>();char[] testCh={'A','B','D','A','E','H'};for (char ch:testCh) {if(map.get(ch) == null) {map.put(ch,1);}else {int val = map.get(ch);map.put(ch,val+1);}}// getValue()和 getKey()方法的使用//以及Entry的使用方法for (Map.Entry x:map.entrySet()) {System.out.println("key:" + x.getKey()+ " "+ "value:"+ x.getValue());}}
注意：Map.Entry<K,V>并没有提供设置Key的方法
3.3 Map 的常用方法说明
| 方法（返回值类型 函数命） | 解释 |
| V get(Object key) | 返回 key 对应的 value |
| V getOrDefault(Object key, V defaultValue) | 返回 key 对应的 value，key 不存在，返回默认值 |
| V put(K key, V value) | 设置 key 对应的 value |
| V remove(Object key) | 删除 key 对应的映射关系 |
| Set<K> keySet() | 返回所有 key 的不重复集合 |
| Collection<V> values() | 返回所有 value 的可重复集合 |
| Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() | 返回所有的 key-value 映射关系 |
| boolean containsKey(Object key) | 判断是否包含 key |
| boolean containsValue(Object value) | 判断是否包含value |
public static void main(String[] args) {Map<Character,Integer> map=new HashMap<>();char[] testCh={'A','B','D','A','E','H'};for (char ch:testCh) {if(map.get(ch) == null) {map.put(ch,1);}else {int val = map.get(ch);map.put(ch,val+1);}}System.out.println("get()方法 Map中有key值"+" "+ map.get('A'));System.out.println("get()方法 Map中没有有key值"+" "+ map.get('F'));System.out.println("getOrDefault(Object key, V defaultValue)方法 存在返回value"+map.getOrDefault('A',10));System.out.println("getOrDefault(Object key, V defaultValue)方法 不存在返回默认值"+map.getOrDefault('F',10));map.put('A',11);System.out.println("put() 设置key的value值"+" 现在A的值"+map.get('A'));System.out.println("删除前"+map);map.remove('B');System.out.println("删除后"+map);Set a= map.keySet();System.out.println("所有 key 的不重复集合 "+a);for (Map.Entry x:map.entrySet()) {System.out.println("key:" + x.getKey()+ " "+ "value:"+ x.getValue());}System.out.println("判断是否包含key(包含ture 不包含false)"+" "+map.containsKey('A'));System.out.println("判断是否包含key(包含ture 不包含false)"+" "+map.containsValue(11));}运行结果：
注意：
- Map是一个接口，不能直接实例化对象，如果要实例化对象只能实例化其实现类TreeMap或者HashMap。
- Map中存放键值对的Key是唯一的，value是可以重复的。
- 在TreeMap中插入键值对时，key不能为空，否则就会抛NullPointerException异常，value可以为空。但是HashMap的key和value都可以为空。
- Map中的Key可以全部分离出来，存储到Set中来进行访问(因为Key不能重复)。
- Map中的value可以全部分离出来，存储在Collection的任何一个子集合中(value可能有重复)。
- Map中键值对的Key不能直接修改，value可以修改，如果要修改key，只能先将该key删除掉，然后再来进行重新插入。
- TreeMap和HashMap的区别。
| Map底层结构 | TreeMap | HashMap |
| 底层结构 | 红黑树 | 哈希桶 |
| 插入/删除/查找时间 复杂度 | O(1) | |
| 是否有序 | 关于Key有序 | 无序 |
| 线程安全 | 不安全 | 不安全 |
| 插入/删除/查找区别 | 需要进行元素比较 | 通过哈希函数计算哈希地址 |
| 比较与覆写 | key必须能够比较，否则会抛出 ClassCastException异常 | 自定义类型需要覆写equals和 hashCode方法 |
| 应用场景 | 需要Key有序场景下 | Key是否有序不关心，需要更高的 时间性能 |
4.Set 的说明
Set与Map主要的不同有两点：Set是继承自Collection的接口类，Set中只存储了Key。
4.1常见方法说明
| 方法 | 解释 |
| boolean add(E e) | 添加元素，但重复元素不会被添加成功 |
| void clear() | 清空集合 |
| boolean contains(Object o) | 判断 o 是否在集合中 |
| Iterator<E> iterator() | 返回迭代器 |
| boolean remove(Object o) | 删除集合中的 o |
| int size() | 返回set中元素的个数 |
| boolean isEmpty() | 检测set是否为空，空返回true，否则返回false |
| Object[] toArray() | 将set中的元素转换为数组返回 |
| boolean containsAll(Collection<?> c) | 集合c中的元素是否在set中全部存在，是返回true，否则返回 false |
| boolean addAll(Collection<? extendsE> c) | 将集合c中的元素添加到set中，可以达到去重的效果 |
public static void main(String[] args) {Set<Integer> set=new HashSet<>();int[] testArray={1,2,3,2,4,5,2,22,113,5,2,1};//add()函数使用for (int x:testArray) {set.add(x);}System.out.println("判断 o 是否在集合中(包含ture 不包含false)"+" "+set.contains(2));System.out.println("删除前"+" "+set);System.out.println("删除集合中的 o"+" "+set.remove(113));System.out.println("删除后"+" "+set);System.out.println("返回set中元素的个数:"+set.size());System.out.println("检测set是否为空(空返回true，否则返回false)"+" "+set.isEmpty());}运行结果：
注意：
- Set是继承自Collection的一个接口类
- Set中只存储了key，并且要求key一定要唯一
- TreeSet的底层是使用Map来实现的，其使用key与Object的一个默认对象作为键值对插入到Map中的
- Set最大的功能就是对集合中的元素进行去重
- 实现Set接口的常用类有TreeSet和HashSet，还有一个LinkedHashSet，LinkedHashSet是在HashSet的基础上维护了一个双向链表来记录元素的插入次序。
- Set中的Key不能修改，如果要修改，先将原来的删除掉，然后再重新插入
- TreeSet中不能插入null的key，HashSet可以。
- TreeSet和HashSet的区
| Set底层结构 | TreeSet | HashSet |
| 底层结构 | 红黑树 | 哈希桶 |
| 插入/删除/查找时间 复杂度 | O(1) | |
| 是否有序 | 关于Key有序 | 不一定有序 |
| 线程安全 | 不安全 | 不安全 |
| 插入/删除/查找区别 | 按照红黑树的特性来进行插入和删除 | 1. 先计算key哈希地址 2. 然后进行 插入和删除 |
| 比较与覆写 | key必须能够比较，否则会抛出 ClassCastException异常 | 自定义类型需要覆写equals和 hashCode方法 |
| 应用场景 | 需要Key有序场景下 | Key是否有序不关心，需要更高的 时间性 |
