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Java 集合框架精解（三）：Map 介面與 HashMap 實戰

編輯：J2SE

前言

Map 介面不繼承 Collection，而是以「鍵值對」形式儲存資料。本文說明 Map 核心操作、HashMap 使用範例，並示範 Java 5 泛型與增強 for 循環的現代寫法。

一、 Map 核心特徵

**鍵值對儲存**：每個鍵對應一個值，鍵不可重複，值可重複。
**核心方法**：put(K, V) 新增/更新，get(K) 取值，containsKey()、containsValue()、remove()、size()。
**無法直接迭代**：需透過 keySet()、values()、entrySet() 取得視圖再迭代。

二、 HashMap 完整範例

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

public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用泛型宣告：鍵為 String，值為 Integer
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        
        map.put("a1", 1);
        map.put("b2", 2);
        map.put("c3", 3);
        map.put("d4", 4);
        map.put("e5", 5);
        
        display(map);
        
        System.out.println("包含鍵 c3: " + map.containsKey("c3")); // true
        map.remove("c3");
        System.out.println("移除後包含值 3: " + map.containsValue(3)); // false
        System.out.println("大小: " + map.size()); // 4
    }

    // 使用增強 for 循環遍歷 keySet
    public static void display(Map<String, Integer> map) {
        for (String key : map.keySet()) {
            System.out.println(key + " : " + map.get(key));
        }
    }
}

三、常見 Map 實作比較

實作類別	特點	適用場景
HashMap	雜湊表，查詢/新增/刪除 O(1)，無序，允許 null 鍵/值	通用高效鍵值儲存
LinkedHashMap	維護插入順序或存取順序，效能略低於 HashMap	需保持順序的快取、LRU 實作
TreeMap	紅黑樹，鍵自然排序或自訂 Comparator，O(log n)	需排序遍歷、範圍查詢
Hashtable	同步化、不允許 null、舊 API	舊程式碼相容（建議用 ConcurrentHashMap）
ConcurrentHashMap	分段鎖高併發，JDK 8+ 改用 CAS + synchronized	多執行緒環境共享 Map

四、 Java 8+ 實用新方法


// 計算或合併
map.merge("key", 1, (old, v) -> old + v); // 原子累加
map.computeIfAbsent("key", k -> expensiveDefault()); // 延遲初始化

// forEach 遍歷
map.forEach((k, v) -> System.out.println(k + "=" + v));

// 替換
map.replaceAll((k, v) -> v * 2);