Java中HashMap和TreeMap的区别

首先介绍一下什么是Map。在数组中我们是通过数组下标来对其内容索引的，而在Map中我们通过对象来对对象进行索引，用来索引的对象叫做key，其对应的对象叫做value。这就是我们平时说的键值对。

再来看看HashMap和TreeMap有什么区别。HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而 TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。

import java.util.HashMap;

import java.util.Hashtable;

import java.util.Iterator;

import java.util.Map;

import java.util.TreeMap;

public class HashMaps {

public static void main(String[] args) {

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

map.put("a", "aaa");

map.put("b", "bbb");

map.put("c", "ccc");

map.put("d", "ddd");

Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();

while (iterator.hasNext()) {

Object key = iterator.next();

System.out.println("map.get(key) is :" + map.get(key));

}

// 定义HashTable,用来测试

Hashtable<String, String> tab = new Hashtable<String, String>();

tab.put("a", "aaa");

tab.put("b", "bbb");

tab.put("c", "ccc");

tab.put("d", "ddd");

Iterator<String> iterator_1 = tab.keySet().iterator();

while (iterator_1.hasNext()) {

Object key = iterator_1.next();

System.out.println("tab.get(key) is :" + tab.get(key));

}

TreeMap<String, String> tmp = new TreeMap<String, String>();

tmp.put("a", "aaa");

tmp.put("b", "bbb");

tmp.put("c", "ccc");

tmp.put("d", "cdc");

Iterator<String> iterator_2 = tmp.keySet().iterator();

while (iterator_2.hasNext()) {

Object key = iterator_2.next();

System.out.println("tmp.get(key) is :" + tmp.get(key));

}

}

}

运行结果如下：

map.get(key) is :ddd

map.get(key) is :bbb

map.get(key) is :ccc

map.get(key) is :aaa

tab.get(key) is :bbb

tab.get(key) is :aaa

tab.get(key) is :ddd

tab.get(key) is :ccc

tmp.get(key) is :aaa

tmp.get(key) is :bbb

tmp.get(key) is :ccc

tmp.get(key) is :cdc

HashMap的结果是没有排序的，而TreeMap输出的结果是排好序的。

下面就要进入本文的主题了。先举个例子说明一下怎样使用HashMap:

import java.util.*;

public class Exp1 {

public static void main(String[] args){

HashMap h1=new HashMap();

Random r1=new Random();

for (int i=0;i<1000;i++){

Integer t=new Integer(r1.nextInt(20));

if (h1.containsKey(t))

((Ctime)h1.get(t)).count++;

else

h1.put(t, new Ctime());

}

System.out.println(h1);

}

}

class Ctime{

int count=1;

public String toString(){

return Integer.toString(count);

}

}

在HashMap中通过get()来获取value，通过put()来插入value，ContainsKey()则用来检验对象是否已经存在。可以看出，和ArrayList的操作相比，HashMap除了通过key索引其内容之外，别的方面差异并不大。

前面介绍了，HashMap是基于HashCode的，在所有对象的超类Object中有一个HashCode()方法，但是它和equals方法一样，并不能适用于所有的情况，这样我们就需要重写自己的HashCode()方法。下面就举这样一个例子：

import java.util.*;

public class Exp2 {

public static void main(String[] args){

HashMap h2=new HashMap();

for (int i=0;i<10;i++)

h2.put(new Element(i), new Figureout());

System.out.println("h2:");

System.out.println("Get the result for Element:");

Element test=new Element(5);

if (h2.containsKey(test))

System.out.println((Figureout)h2.get(test));

else

System.out.println("Not found");

}

}

class Element{

int number;

public Element(int n){

number=n;

}

}

class Figureout{

Random r=new Random();

boolean possible=r.nextDouble()>0.5;

public String toString(){

if (possible)

return "OK!";

else

return "Impossible!";

}

}

在这个例子中，Element用来索引对象Figureout,也即Element为key，Figureout为value。在Figureout中随机生成一个浮点数，如果它比0.5大，打印"OK!"，否则打印"Impossible!"。之后查看Element(3)对应的Figureout结果如何。

结果却发现，无论你运行多少次，得到的结果都是"Not found"。也就是说索引Element(3)并不在HashMap中。这怎么可能呢？

原因得慢慢来说：Element的HashCode方法继承自Object，而Object中的HashCode方法返回的HashCode对应于当前的地址，也就是说对于不同的对象，即使它们的内容完全相同，用HashCode（）返回的值也会不同。这样实际上违背了我们的意图。因为我们在使用 HashMap时，希望利用相同内容的对象索引得到相同的目标对象，这就需要HashCode()在此时能够返回相同的值。在上面的例子中，我们期望 new Element(i) (i=5)与 Elementtest=newElement(5)是相同的，而实际上这是两个不同的对象，尽管它们的内容相同，但它们在内存中的地址不同。因此很自然的，上面的程序得不到我们设想的结果。下面对Element类更改如下：

class Element{

int number;

public Element(int n){

number=n;

}

public int hashCode(){

return number;

}

public boolean equals(Object o){

return (o instanceof Element) && (number==((Element)o).number);

}

}

在这里Element覆盖了Object中的hashCode()和equals()方法。覆盖hashCode()使其以number的值作为 hashcode返回，这样对于相同内容的对象来说它们的hashcode也就相同了。而覆盖equals()是为了在HashMap判断两个key是否相等时使结果有意义（有关重写equals()的内容可以参考我的另一篇文章《重新编写Object类中的方法 》）。修改后的程序运行结果如下：

h2:

Get the result for Element:

Impossible!

请记住：如果你想有效的使用HashMap，你就必须重写在其的HashCode()。

还有两条重写HashCode()的原则：

[list=1]

不必对每个不同的对象都产生一个唯一的hashcode，只要你的HashCode方法使get()能够得到put()放进去的内容就可以了。即"不为一原则"。

生成hashcode的算法尽量使hashcode的值分散一些，不要很多hashcode都集中在一个范围内，这样有利于提高HashMap的性能。即"分散原则"。 至于第二条原则的具体原因，有兴趣者可以参考Bruce Eckel的《Thinking in Java》，在那里有对HashMap内部实现原理的介绍，这里就不赘述了。

掌握了这两条原则，你就能够用好HashMap编写自己的程序了。不知道大家注意没有，java.lang.Object中提供的三个方法：clone()，equals()和hashCode()虽然很典型，但在很多情况下都不能够适用，它们只是简单的由对象的地址得出结果。这就需要我们在自己的程序中重写它们，其实java类库中也重写了千千万万个这样的方法。利用面向对象的多态性——覆盖，Java的设计者很优雅的构建了Java的结构，也更加体现了Java是一门纯OOP语言的特性。