Map及實現類

Map介面是一個獨立的介面，和Collection介面沒有任何關係。

Map集合的特點： 每個元素不是一個物件，而是兩個物件。

鍵物件（key）：不能重複

值物件（value）：可以重複 Map集合中的一個鍵值對是一個整體，不能分開。

Map集合最常見的用法：通過鍵物件獲得值物件。

Map是一個介面，規定了實現類需要實現的方法：

Map介面的實現類：

HashMap：無序的鍵值對的集合，為Hashtable的替代品，比HashTable效率高

LinkedHashMap：使用連結串列實現的鍵值對的集合，鍵值對的順序和放入的順序一致

TreeMap：可以對鍵值對按照鍵物件排序的Map集合，鍵物件需要實現Comparable介面

Map介面的實現類：

Hashtable：雜湊表，效率低

Properties：鍵物件和值物件都是String型別的雜湊表，常用來讀寫配置檔案（一般的時候這麼用）

使用Map型別的引用，只關心共性，不關心每個實現類的細節。

Map的遍歷有三種方式：

鍵遍歷：取出所有的鍵物件放入一個Set中遍歷

值遍歷：取出所有的值物件放入一個Collection中遍歷

鍵值遍歷：把一個鍵值對視為一個物件，取出所有的鍵值對，放入一個Set中遍歷

鍵遍歷：

Map介面提供了keySet( )方法，可以把所有的鍵物件放入一個Set集合中：

Set set = map.keySet( );

遍歷這個Set集合就是遍歷Map的所有鍵物件。

值遍歷：

Map介面提供了values( )方法，可以把所有的鍵物件放入一個Collection集合中：

Collection c = map.values( );

遍歷這個Collection集合就是遍歷Map的所有值物件。

鍵值遍歷：

Map介面中有一個內部介面Map.Entry，這個介面的實現類封裝了一個鍵值對，並且提供了獲取鍵物件和值物件的方法：

getKey( )：獲取鍵物件

getValue( )：獲取值物件

鍵值遍歷：

Map介面提供了entrySet( )方法，可以把所有的Entry物件放入一個Set集合中：

Set set = map.entrySet( );

遍歷這個Set集合就是遍歷Map的所有鍵值對。

鍵值遍歷： 遍歷Set集合中的Entry物件，在從Entry物件中取出鍵物件和值物件進行遍歷：

Iterator it = set.iterator( );
while( it.hasNext( ) ) {
    Map.Entry entry = ( Map.Entry )it.next( );
    System.out.println( entry.getKey( ) );
    System.out.println( entry.getValue( ) );
}

增強的for遍歷

集合是用來代替陣列的。

如果一個專案中使用陣列實現的部分，改用Set集合實現，那麼所有遍歷陣列的程式碼都要重新寫，這很有可能是一個非常大的工作量。

能不能使用一個通用的遍歷方式，能夠同時遍歷陣列、List集合和Set集合呢？

Java提供了一種增強的for遍歷方式，也叫for-each遍歷：

for ( 元素型別 變數 : 陣列/List集合/Set集合 ) {

// 使用變數訪問每一個遍歷到的元素

}

雖然寫法和for迴圈非常相似，但是for遍歷和for迴圈是兩種不同的語句。

遍歷並輸出陣列中的元素：

Student[ ] array = … // 建立陣列
for ( Student s : array ) {
    System.out.println( s );
}

遍歷並輸出List集合中的元素：

List list = new ArrayList();
…… // 向list中增加元素
for ( Object o : list ) {
    System.out.println( o );
}

遍歷並輸出Set集合中的元素：

Set set = new HashSet();
…… // 向set中增加元素
for ( Object o : set ) {
    System.out.println( o );
}

for遍歷可以遍歷什麼？

陣列

Iterable介面的實現類的物件

思考：如何使用for遍歷訪問Map集合中的元素？

把Map集合轉為Set集合在遍歷

二叉樹

為什麼TreeSet和TreeMap可以給物件排序？

因為TreeSet和TreeMap都是使用二叉樹實現的，而二叉樹可以給物件排序。

二叉樹是一種資料結構，和連結串列一樣，二叉樹也是使用節點組成的。

二叉樹的每個節點包含三個部分：

資料域（data）：儲存一個元素

指標域（lChild）：儲存左子節點的記憶體地址

指標域（rChild）：儲存右子節點的記憶體地址

class Tree {
    private int data;
    private Tree lChild;
    private Tree rChild;
    public Tree( Object data ) {
        this.data = data;
    }
    ……//getter & setter
}

思考：如果只有一個二叉樹根節點的引用，如何獲得二叉樹擁有的節點數量？

分析：一個二叉樹的所有節點數量為：

左子樹節點數量 + 右子樹節點數量 + 1

public int getNodes( ) {
    return ( this.lChild == null ? 0 ://左節點數
        this.lChild.getNodes( ) )
        + ( this.rChild == null    //右節點數
        ? 0 : this.rChild.getNodes( ) ) + 1;//加上自身節點數
}

思考：如果只有一個二叉樹根節點的引用，如何獲得二叉樹所有節點儲存陣列的總和？

public int sum( ) {
    return ( this.lChild == null ? 0 :
        this.lChild.sum( ) )
        + ( this.rChild == null ? 0 :
        this.rChild.sum( ) ) + this.data;
}

思考：如何遍歷一個二叉樹中的所有節點？

二叉樹的遍歷有三種方式：

先序遍歷

中序遍歷

後序遍歷

先序遍歷的步驟：

訪問根節點

先序遍歷左子樹

先序遍歷右子樹

public void fTraverse( ) {
    System.out.println( this.data );
    if( this.lChild != null ) {
        this.lChild.fTraverse( );
    }
    if( this.rChild != null ) {
        this.rChild.fTraverse( );
    }
}

中序遍歷的步驟：

中序遍歷左子樹

訪問根節點

中序遍歷右子樹

public void mTraverse( ) {
    if( this.lChild != null ) {
        this.lChild.mTraverse( );
    }
    System.out.println( this.data );
    } if( this.rChild != null ) {
        this.rChild.mTraverse( );
    }

後序遍歷的步驟：

後序遍歷左子樹

後序遍歷右子樹

訪問根節點

public void lTraverse( ) {
    if( this.lChild != null ) {
        this.lChild.lTraverse( );
    }
    if( this.rChild != null ) {
        this.rChild.lTraverse( );
    }
    System.out.println( this.data );
}

思考：

根據一個int型別的陣列建立一個二叉樹，要求：

陣列中的第一個元素為二叉樹的根節點 二叉樹和它的所有子樹還要滿足以下要求：

二叉樹如果有左子樹，左子樹的所有節點元素必須小於二叉樹的根節點元素

二叉樹如果有右子樹，右子樹的所有節點元素必須大於或等於二叉樹的根節點元素

如何實現以上演算法？

步驟： 以第一個元素為根，後面元素依次和根元素比較

如果小於根元素

根元素沒有左子節點，則作為根元素的左子節點 根元素有左子節點，則繼續遞迴的和左子節點比較

否則 根元素沒有右子節點，則作為根元素的右子節點

根元素有右子節點，則繼續遞迴的和右子節點比較

public void addNode( Tree node ) {
    if ( node.data < this.data ) {
        if ( this.lChild == null ) {
            this.lChild = node;
        } else {
            this.lChild.addNode( node );
        }
    }
    ……
}

public void addNode( Tree node ) {
    ……
    else {
        if ( this.rChild == null ) {
            this.rChild = node;
        } else {
            this.rChild.addNode( node );
        }
    }
}

在操作二叉樹時，遞迴的思想無處不在。

只要是樹形結構，就離不開遞迴演算法。

在無法使用迴圈的地方，遞迴往往能夠發揮奇效。