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在 Java 中遍历 HashMap

简介

在 Java 编程中，HashMap 是一个常用的数据结构，用于存储键值对。遍历 HashMap 是一项基本操作，它允许我们访问和处理存储在其中的每一个键值对。本文将详细介绍在 Java 中遍历 HashMap 的基础概念、多种使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者全面掌握这一重要的操作。

目录

  1. 基础概念
  2. 使用方法
    • 使用 keySet() 方法遍历键
    • 使用 entrySet() 方法遍历键值对
    • 使用 values() 方法遍历值
    • 使用 Lambda 表达式遍历（Java 8+）
    • 使用 Iterator 遍历
  3. 常见实践
    • 在遍历中修改 HashMap
    • 根据键或值进行筛选遍历
  4. 最佳实践
    • 性能优化
    • 代码可读性
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

HashMap 是 Java 集合框架中的一个类，它基于哈希表实现，用于存储键值对。每个键值对被称为一个 Entry。遍历 HashMap 就是逐个访问这些 Entry，以便进行读取、修改或删除等操作。

使用方法

使用 keySet() 方法遍历键

通过 keySet() 方法可以获取 HashMap 中所有键的集合，然后可以遍历这个集合来获取每个键，再通过键获取对应的值。

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

public class HashMapIterationExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("one", 1);
        hashMap.put("two", 2);
        hashMap.put("three", 3);

        // 使用 keySet() 遍历键
        for (String key : hashMap.keySet()) {
            Integer value = hashMap.get(key);
            System.out.println("Key: " + key + ", Value: " + value);
        }
    }
}

使用 entrySet() 方法遍历键值对

entrySet() 方法返回一个包含所有 Entry 的集合，每个 Entry 包含一个键值对。这种方式可以直接遍历键值对，效率更高。

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

public class HashMapIterationExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("one", 1);
        hashMap.put("two", 2);
        hashMap.put("three", 3);

        // 使用 entrySet() 遍历键值对
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : hashMap.entrySet()) {
            String key = entry.getKey();
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println("Key: " + key + ", Value: " + value);
        }
    }
}

使用 values() 方法遍历值

values() 方法返回一个包含 HashMap 中所有值的集合。

import java.util.HashMap;
import java.util.Collection;

public class HashMapIterationExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("one", 1);
        hashMap.put("two", 2);
        hashMap.put("three", 3);

        // 使用 values() 遍历值
        Collection<Integer> values = hashMap.values();
        for (Integer value : values) {
            System.out.println("Value: " + value);
        }
    }
}

使用 Lambda 表达式遍历（Java 8+）

Java 8 引入了 Lambda 表达式和流 API，使得遍历 HashMap 更加简洁和灵活。

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

public class HashMapIterationExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("one", 1);
        hashMap.put("two", 2);
        hashMap.put("three", 3);

        // 使用 Lambda 表达式遍历
        hashMap.forEach((key, value) -> System.out.println("Key: " + key + ", Value: " + value));
    }
}

使用 Iterator 遍历

Iterator 是 Java 集合框架中用于遍历集合的接口。可以使用 entrySet()、keySet() 或 values() 返回的集合的 iterator() 方法来获取 Iterator，然后进行遍历。

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

public class HashMapIterationExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("one", 1);
        hashMap.put("two", 2);
        hashMap.put("three", 3);

        // 使用 Iterator 遍历 entrySet
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = hashMap.entrySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry<String, Integer> entry = iterator.next();
            String key = entry.getKey();
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println("Key: " + key + ", Value: " + value);
        }
    }
}

常见实践

在遍历中修改 HashMap

在遍历 HashMap 时直接修改它可能会导致 ConcurrentModificationException。如果需要在遍历中修改，可以使用 Iterator 的 remove() 方法或者使用 CopyOnWriteArrayList 等并发安全的数据结构。

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

public class HashMapModificationExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("one", 1);
        hashMap.put("two", 2);
        hashMap.put("three", 3);

        // 使用 Iterator 安全地删除元素
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = hashMap.entrySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry<String, Integer> entry = iterator.next();
            if (entry.getValue() == 2) {
                iterator.remove();
            }
        }
        System.out.println(hashMap);
    }
}

根据键或值进行筛选遍历

可以在遍历过程中根据键或值的条件进行筛选。

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

public class HashMapFilteringExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("one", 1);
        hashMap.put("two", 2);
        hashMap.put("three", 3);

        // 筛选值大于 1 的键值对
        hashMap.forEach((key, value) -> {
            if (value > 1) {
                System.out.println("Key: " + key + ", Value: " + value);
            }
        });
    }
}

最佳实践

性能优化

  • 使用 entrySet() 遍历键值对通常比先获取键再通过键获取值（keySet() 方法）的方式更高效，因为 entrySet() 直接返回键值对，避免了额外的查找操作。
  • 对于大型 HashMap，使用 Iterator 遍历可以在遍历过程中提前结束遍历，提高性能。

代码可读性

  • 使用 Lambda 表达式可以使代码更加简洁和易读，特别是在简单的遍历和处理操作中。
  • 合理使用注释和命名规范，使代码的意图更加清晰。

小结

本文详细介绍了在 Java 中遍历 HashMap 的多种方法，包括基础概念、不同的遍历方式、常见实践和最佳实践。选择合适的遍历方法取决于具体的需求，如性能要求、是否需要修改 HashMap 以及代码的可读性等。通过掌握这些知识，读者可以更加高效地使用 HashMap 进行编程。

参考资料