一文读懂 HashMap 相关集合类：HashTable、LinkedHashMap 和 TreeMap
2023-10-28 07:50:00
简介
HashMap 是 Java Collections Framework 中一个非常重要的数据结构，它允许您通过键值对来存储数据。HashMap 的底层实现是哈希表，因此它具有快速查找和插入数据的特点。然而，HashMap 也有一个缺点，那就是它不保留元素的插入顺序。
为了解决 HashMap 的这个缺点，Java 提供了 LinkedHashMap 数据结构。LinkedHashMap 与 HashMap 非常相似，但是它保留了元素的插入顺序。这意味着您可以通过迭代 LinkedHashMap 来访问元素的插入顺序。
TreeMap 是另一个与 HashMap 相关的集合类。TreeMap 与 HashMap 的主要区别在于它使用红黑树作为底层数据结构。红黑树是一种平衡树，因此它具有快速查找、插入和删除数据的特点。然而，TreeMap 也比 HashMap 复杂，因此它的性能可能不如 HashMap 好。
HashTable
HashTable 是 Java Collections Framework 中最早出现的哈希表实现。它与 HashMap 非常相似，但是它具有以下几个特点：
- 它不是线程安全的，因此不适合在多线程环境中使用。
- 它不允许键或值为 null。
- 它具有与 HashMap 不同的初始容量和加载因子。
由于这些特点，HashTable 在 Java 9 中已被弃用。如果您需要在多线程环境中使用哈希表，那么您应该使用 ConcurrentHashMap。如果您需要允许键或值为 null，那么您应该使用 HashMap。
LinkedHashMap
LinkedHashMap 是 Java Collections Framework 中的一个有序哈希表。它与 HashMap 非常相似，但是它保留了元素的插入顺序。这意味着您可以通过迭代 LinkedHashMap 来访问元素的插入顺序。
LinkedHashMap 的底层数据结构是双向链表。双向链表是一种特殊的链表，它允许您向前和向后遍历链表。当您向 LinkedHashMap 中插入一个元素时，它将在双向链表的末尾创建一个新的节点。当您从 LinkedHashMap 中删除一个元素时，它将从双向链表中删除相应的节点。
LinkedHashMap 非常适合需要保留元素插入顺序的场景。例如，如果您需要构建一个最近访问的文件列表，那么您可以使用 LinkedHashMap 来存储文件。当您访问一个文件时，您可以将其添加到 LinkedHashMap 中。当您再次访问该文件时，您可以通过迭代 LinkedHashMap 来找到它。
TreeMap
TreeMap 是 Java Collections Framework 中的一个红黑树实现。红黑树是一种平衡树，因此它具有快速查找、插入和删除数据的特点。TreeMap 与 HashMap 的主要区别在于它使用红黑树作为底层数据结构。
TreeMap 非常适合需要快速查找、插入和删除数据的场景。例如，如果您需要构建一个字典，那么您可以使用 TreeMap 来存储单词。当您查找一个单词时，您可以使用 TreeMap 的快速查找功能来找到它。当您插入一个单词时，您可以使用 TreeMap 的快速插入功能来插入它。当您删除一个单词时，您可以使用 TreeMap 的快速删除功能来删除它。
比较
下表比较了 HashMap、HashTable、LinkedHashMap 和 TreeMap 的特点：
| 特征 | HashMap | HashTable | LinkedHashMap | TreeMap |
|---|---|---|---|---|
| 线程安全 | 是 | 否 | 是 | 是 |
| 允许键或值为 null | 是 | 否 | 是 | 否 |
| 保留元素的插入顺序 | 否 | 否 | 是 | 是 |
| 底层数据结构 | 哈希表 | 哈希表 | 双向链表 | 红黑树 |
适用场景
HashMap、HashTable、LinkedHashMap 和 TreeMap 都适用于不同的场景。以下是一些建议：
- 如果您需要在多线程环境中使用哈希表，那么您应该使用 ConcurrentHashMap。
- 如果您需要允许键或值为 null，那么您应该使用 HashMap。
- 如果您需要保留元素的插入顺序，那么您应该使用 LinkedHashMap。
- 如果您需要快速查找、插入和删除数据，那么您应该使用 TreeMap。
总结
HashMap、HashTable、LinkedHashMap 和 TreeMap 都是 Java Collections Framework 中非常重要的集合类。它们具有不同的特点和适用场景。在本文中，我们介绍了这些集合类的特点、差异和适用场景。希望您能够通过本文更好地理解这些集合类，以便在实际开发中做出更明智的选择。
