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【数据结构】Map和Set_set和map
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目录
1、Map 和 Set的概念
Map 和 Set 是一种专门用来进行搜索的数据结构，它们搜索的效率和它们具体实例化的子类有关
Set 和 Map 都是接口，TreeSet 和 HashSet 这两个类分别都实现了 Set 接口，TreeMap 和 HashMap 这两个类分别都实现了 Map 接口。Set 和 Map 它们的实例化子类不同搜索效率也是不同的
以前我们常见的搜索方式通常有两种：
- 直接遍历：从头到尾依次查找，时间复杂度为 O(n)
- 二分查找：也称为折半查找，每次查找都会折半，但是要求序列有序时才能使用二分查找，时间复杂度为 O(logn)
上述两种搜索方式通常比较适合静态类型的查找，一般也不会对区间进行插入和删除操作，而现实中的查找往往可能在查找时进行一些插入和删除的操作，那么上述的两种查找方式也就不太适合现实中的查找了，那么接下来我们就来学习 Map 和 Set 这种适合动态查找的集合数据结构
2、Map 和 Set 使用的模型
一般我们把搜索的数据称为关键字 Key，和关键字对应的也就称为值 Value，将它们组合在一起也就称为 Key-Value 的键值对。
模型有两种：
- 纯 Key 模型。比如：查找某个名字是否在班级名单中
- Key-Value 模型。比如：统计学校名单中，名为张三的名字出现的次数：<张三,次数>
Map 使用的存储模型就是 Key-Value 键值对模型
Set 使用的存储模型是 Key 模型
3、Map
Map 是一个接口类，该类没有继承 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
3.1 Map.Entry 简介
Map.Entry 是 Map 的一个内部接口
Map.Entry 这个接口是一个泛型的
Map.Entry<K,V> 是 Map 内部实现的用来存放<Key,Value>键值对映射关系的接口，该接口中主要提供了 <Key,Value> 的获取，Value 的设置以及 Key 的比较方式
我们主要了解 Map.Entry 以下几种方法即可：
| 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 |
注：Map.Entry<K,V> 并没有提供设置 Key 的方法
当其他类实现 Map 接口的时候，也都会实现 Map.Entry 接口，Map.Entry 的主要作用就是将 key 和 value 组装成一个整体，方便后序的遍历打印
3.2 Map的常用方法
| 方法 | 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 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 |
- Map 不能实例化，因为它是一个接口。如果想要实例化只能通过实现 Map 接口的类进行实例化，也就是 TreeMap 和 HashMap
- Map 中存放键值对的 Key 是唯一的，value 是可以重复的
- Map 中的 Key 可以完全分离出来，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，存储到 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
- 当插入两个一样的 key 时，后面插入的 key 和 value 会将前面的进行覆盖
4、Set
4.1 Set 和 Map 的区别
Set 和 Map 主要的区别有两点：
- Set 继承了 Collection 接口，Map 并没有继承 Collection 接口
- Set 中只存储了 key，而 Map 中存储了 key 和 value
4.2 Set 的常用方法
| 方法 | 解释 |
| boolean add(E e) | 添加元素，但是重复的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<? extends E> c) | 将集合 c 中的元素添加到 set 中，可以达到去重的效果 |
- Set 继承了 Collection 接口
- Set中只存储了key，并且要求key一定要唯一
- Set 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
- Set 中不能插入 null 的 key
