Java 中 HashMap 的迭代

简介

在 Java 编程里，HashMap 是一个极为常用的数据结构，它能以键值对的形式存储数据。而对 HashMap 进行迭代操作则是日常开发中频繁会遇到的需求。本文将全方位介绍在 Java 里对 HashMap 进行迭代的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，助力读者深入掌握并高效运用 HashMap 的迭代操作。

目录

1. 基础概念
2. 使用方法
   • 使用 Iterator 迭代键
   • 使用 Iterator 迭代值
   • 使用 Iterator 迭代键值对
   • 使用 for-each 循环迭代键值对
   • 使用 Java 8 Stream API 迭代
3. 常见实践
   • 查找特定键对应的值
   • 计算所有值的总和
4. 最佳实践
   • 性能考量
   • 线程安全问题
5. 小结
6. 参考资料

基础概念

HashMap 是 Java 集合框架中的一个类，它实现了 Map 接口。HashMap 采用哈希表来存储键值对，能提供高效的插入、查找和删除操作。在迭代 HashMap 时，实际上就是按顺序访问其存储的每一个键值对。

使用方法

使用 Iterator 迭代键

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

public class HashMapIterateKeys {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("A", 1);
        map.put("B", 2);
        map.put("C", 3);

        Iterator<String> keyIterator = map.keySet().iterator();
        while (keyIterator.hasNext()) {
            String key = keyIterator.next();
            System.out.println("Key: " + key);
        }
    }
}

使用 Iterator 迭代值

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

public class HashMapIterateValues {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("A", 1);
        map.put("B", 2);
        map.put("C", 3);

        Iterator<Integer> valueIterator = map.values().iterator();
        while (valueIterator.hasNext()) {
            Integer value = valueIterator.next();
            System.out.println("Value: " + value);
        }
    }
}

使用 Iterator 迭代键值对

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

public class HashMapIterateEntries {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("A", 1);
        map.put("B", 2);
        map.put("C", 3);

        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> entryIterator = map.entrySet().iterator();
        while (entryIterator.hasNext()) {
            Map.Entry<String, Integer> entry = entryIterator.next();
            System.out.println("Key: " + entry.getKey() + ", Value: " + entry.getValue());
        }
    }
}

使用 for-each 循环迭代键值对

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

public class HashMapIterateForEach {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("A", 1);
        map.put("B", 2);
        map.put("C", 3);

        for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println("Key: " + entry.getKey() + ", Value: " + entry.getValue());
        }
    }
}

使用 Java 8 Stream API 迭代

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

public class HashMapIterateStream {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("A", 1);
        map.put("B", 2);
        map.put("C", 3);

        map.forEach((key, value) -> System.out.println("Key: " + key + ", Value: " + value));
    }
}

常见实践

查找特定键对应的值

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

public class FindValueByKey {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("A", 1);
        map.put("B", 2);
        map.put("C", 3);

        String targetKey = "B";
        if (map.containsKey(targetKey)) {
            Integer value = map.get(targetKey);
            System.out.println("Value for key " + targetKey + ": " + value);
        } else {
            System.out.println("Key not found.");
        }
    }
}

计算所有值的总和

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

public class CalculateSumOfValues {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("A", 1);
        map.put("B", 2);
        map.put("C", 3);

        int sum = 0;
        for (Integer value : map.values()) {
            sum += value;
        }
        System.out.println("Sum of values: " + sum);
    }
}

最佳实践

性能考量

• 若仅需迭代键或值，使用 keySet() 或 values() 方法会更高效，因为无需创建 Map.Entry 对象。
• 若需同时访问键和值，使用 entrySet() 方法会更优，避免多次查找。
• 对于大规模数据，Java 8 Stream API 可能会有更好的性能表现，尤其是在并行处理时。

线程安全问题

HashMap 是非线程安全的。若在多线程环境下使用，可考虑使用 ConcurrentHashMap 替代。

小结

本文详细介绍了 Java 中 HashMap 的迭代操作，涵盖了多种迭代方法、常见实践和最佳实践。在实际开发中，应依据具体需求选择合适的迭代方式，同时要留意性能和线程安全问题。

参考资料

• 《Effective Java》（第三版），作者：Joshua Bloch