250. Java 集合 - 使用 Map 存储键值对

250. Java 集合 - 使用 Map 存储键值对

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1. 🎯 键和值的基本关系规则

在 Map 中，**键（Key）和值（Value）**之间遵循两条非常重要的规则：

规则	说明
一个键只能绑定一个值	同一个键不能对应多个值
一个值可以被多个键绑定	不同的键可以指向同一个值

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2. 🧩 Map 中集合结构的对应关系

因此，Map 中各部分的结构特点是这样的：

组成部分	特点	对应的数据结构
所有的键（Keys）	无重复	Set
所有的键值对（Entries）	无重复	Set
所有的值（Values）	可以有重复	Collection

✅ 小结：键和值的组合方式决定了 Map 的整体结构特性！

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3. 🛠️ Map 支持的基本操作

在使用 Map 时，你可以进行以下常见操作：

操作	描述
put(K key, V value)	添加一个新的键值对（如果键已存在，会覆盖原值）
get(K key)	根据键获取对应的值
remove(K key)	移除指定键及其对应的值

同时还支持一些集合常见操作，比如：

操作	描述
isEmpty()	判断 Map 是否为空
size()	获取 Map 中键值对数量
putAll(Map m)	将另一个 Map 的内容全部放入当前 Map
clear()	清空 Map 中所有数据

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4. 🚀 示例演示

让我们用一个简单的小例子快速感受一下：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> countryCapital = new HashMap<>();

        // 添加元素
        countryCapital.put("China", "Beijing");
        countryCapital.put("Japan", "Tokyo");
        countryCapital.put("USA", "Washington");

        // 获取元素
        System.out.println("Capital of China: " + countryCapital.get("China")); // Beijing

        // 移除元素
        countryCapital.remove("Japan");

        // 判断是否为空
        System.out.println("Is map empty? " + countryCapital.isEmpty()); // false

        // 获取大小
        System.out.println("Map size: " + countryCapital.size()); // 2
    }
}

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5. 🧠 深入：探索 Map 接口

在 JDK 中，Map 是建模"键值对结构"的核心接口。

✨ 小提醒

使用 Map 时，一定要谨慎选择键的类型，特别是：

• ⚡ 不推荐使用可变对象（mutable object）作为键！

如果一个对象作为键，且在放入 Map 后被修改，那么：

• 它的 hashCode() 或 equals() 可能变化
• 导致 Map 无法正确找到它，甚至出现数据丢失现象！

❗ 例子：错误示范（使用可变对象做键）

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Objects;

class MutableKey {
        String keyPart;

        MutableKey(String keyPart) {
            this.keyPart = keyPart;
        }

        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(keyPart);
        }

        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
            MutableKey that = (MutableKey) o;
            return Objects.equals(keyPart, that.keyPart);
        }
}

public class MutableKeyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<MutableKey, String> map = new HashMap<>();

        MutableKey key = new MutableKey("initial");
        map.put(key, "Value1");

        System.out.println(map.get(key)); // 正常输出 Value1

        // 修改 key 对象的内容
        key.keyPart = "modified";

        // 再次尝试获取
        System.out.println(map.get(key)); // 输出 null！
    }
}

• 原因：修改了 key 的属性，导致其 hashCode 变化，Map 再也找不到这个键了！

✅ 正确做法：使用不可变对象（如 String、Integer、Long）作为 Map 的键！

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6. 🧩 Map.Entry：建模单个键值对

在 Map 中，键值对被抽象成了内部接口：Map.Entry<K,V>。

常见方法：

方法	描述
getKey()	获取键
getValue()	获取值
setValue(V value)	更新对应的值

注意：

• Entry 对象是 Map 内容的视图。
• 通过 Entry 修改值，直接影响原 Map 中的数据！
• 不能直接修改键，否则会破坏 Map 的结构！

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7. 🎯 小结

要点	说明
一个键只能绑定一个值	一个值可以绑定多个键
键和值的集合结构不同	键是 Set，值是 Collection
Map 接口定义了丰富的方法	put、get、remove、size、clear 等
不要用可变对象做键	保持 Map 的稳定性

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👀 培训互动问题

问题1：一个 Map 中可以有两个相同的键吗？

答案示例：不可以，键必须唯一，新值会覆盖旧值。

问题2：为什么不建议使用可变对象作为 Map 的键？

答案示例：因为对象变化后可能导致 hashCode 改变，导致 Map 无法正确找到原本的键值对。

问题3：通过 Map.Entry 修改值，会影响原 Map 吗？

答案示例：会，Entry 只是 Map 中元素的一个视图，修改会直接同步到原 Map。