源码分析之Map（一）Map & SortedMap & NavigableMap

　

　　数组与链表在处理数据时各有优缺点，数组查询速度很快而插入很慢，链表在插入时表现优秀但查询无力。哈希表则整合了数组与链表的优点，能在插入和查找等方面都有不错的速度。

Map

　　Map也是基于key-value的数据格式，并且key值不可以重复，每个key对应的value唯一。Map的key也可以为null，也不可重。

public interface Map<K,V> {
    // 返回当前数据个数
　　int size();

　　// 是否为空
　　boolean isEmpty();

　　// 判断是否包含key，这里用到了key的equals方法，所以key必须实现它
　　boolean containsKey(Object key);

　　// 判断是否有key保存的值是value，这也基于equals方法
　　boolean containsValue(Object value);

　　// 通过key获取对应的value值
　　V get(Object key);

　　// 存入key-value
　　V put(K key, V value);

　　// 移除一个key-value对
　　V remove(Object key);

　　// 从其他Map添加
　　void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);

　　// 清空
　　void clear();

　　// 返回所有的key至Set集合中，因为key是不可重的，Set也是不可重的
　　Set<K> keySet();

　　// 返回所有的values
　　Collection<V> values();

　　// 返回key-value对到Set中
　　Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();

　　// 希望我们实现equals和hashCode
　　boolean equals(Object o);
　　int hashCode();
}

Map.Entry

　　存储在Map中的数据需要实现此接口，主要提供对key和value的操作，也是我们使用最多的操作。该接口是Map的内部接口

interface Entry<K,V> {
    // 获取对应的key
    K getKey();

    // 获取对应的value
    V getValue();

    // 替换原有的value
    V setValue(V value);

    // 希望我们实现equals和hashCode
    boolean equals(Object o);
    int hashCode();

    // 从1.8起，还提供了比较的方法，类似的方法共四个
　　public static <K extends Comparable<? super K>, V> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByKey() {
        return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
            (c1, c2) -> c1.getKey().compareTo(c2.getKey());
　　}
}

SortedMap

　　由于乱序的数据对查找不利，例如无法使用二分法等降低算法的时间复杂度，如果数据在插入时就排好顺序，查找的性能就会提升很多。SortedMap接口就是为这种有序数据服务的。SortedMap接口需要数据的key支持Comparable，或者可以被指定的Comparator接受。

public interface SortedMap<K,V> extends Map<K,V> {
    // 返回排序数据所用的Comparator
　　Comparator<? super K> comparator();

　　// 返回在[fromKey, toKey)之间的数据
　　SortedMap<K,V> subMap(K fromKey, K toKey);

　　// 返回从第一个元素到toKey之间的数据
　　SortedMap<K,V> headMap(K toKey);

　　// 返回从fromKey到末尾之间的数据
　　SortedMap<K,V> tailMap(K fromKey);

　　//返回第一个数据的key
　　K firstKey();

　　//返回最后一个数据的key
　　K lastKey();
}

NavigableMap　

　　SortedMap提供了获取最大值与最小值的方法，但对于一个已经排序的数据集，除了最大值与最小值之外，我们可以对任何一个元素，找到比它小的值和比它大的值，还可以按照按照原有的顺序倒序排序等。NavigableMap就为我们提供了这些功能。

public interface NavigableMap<K,V> extends SortedMap<K,V> {
   // 找到第一个比指定的key小的值
　　Map.Entry<K,V> lowerEntry(K key);

　　// 找到第一个比指定的key小的key
　　K lowerKey(K key);

　　// 找到第一个小于或等于指定key的值
　　Map.Entry<K,V> floorEntry(K key);

　　// 找到第一个小于或等于指定key的key
   K floorKey(K key);

　　// 找到第一个大于或等于指定key的值
　　Map.Entry<K,V> ceilingEntry(K key);

　　K ceilingKey(K key);

　　// 找到第一个大于指定key的值
　　Map.Entry<K,V> higherEntry(K key);

　　K higherKey(K key);

　　// 获取最小值
　　Map.Entry<K,V> firstEntry();

　　// 获取最大值
　　Map.Entry<K,V> lastEntry();

　　// 删除最小的元素
　　Map.Entry<K,V> pollFirstEntry();

　　// 删除最大的元素
　　Map.Entry<K,V> pollLastEntry();

　　//返回一个倒序的Map
　　NavigableMap<K,V> descendingMap();

　　// 返回一个Navigable的key的集合，NavigableSet和NavigableMap类似
　　NavigableSet<K> navigableKeySet();

　　// 对上述集合倒序
　　NavigableSet<K> descendingKeySet();

}