Interfaces java.util.Map και java.util.SortedMap

Τα παραπάνω interfaces επιτρέπουν την αντιστοίχιση τιμών σε κλειδιά. Σκεφτείτε για παράδειγμα το ΑΕΜ σας, όπου είναι ένα μοναδικό κλειδί πάνω στο οποίο είναι συνδεδεμενη πληροφορία σχετικά με τα προσωπικά σας στοιχεία, τα μαθήματα που έχετε εξεταστεί, τα μαθήματα που έχετε επιτύχει και τη βαθμολογία κάθε μαθήματος κ.α. Σε αναλογία μία δομή τύπου java.util.Map επιτρέπει την αντιστοίχιση κλειδιών σε τιμές. Τόσο τα κλειδιά, όσο και οι τιμές οφείλουν να είναι αντικείμενα.

Ένα αντικείμενο τύπου java.util.Map.Entry περιέχει ένα “κλειδί” και μία “τιμή” που αντιστοιχεί σε αυτό το κλειδί. Οι μέθοδοι του interface Map.Entry δίνονται στον παρακάτω πίνακα.

Μία δομή τύπου java.util.Map είναι μία δομή που περιέχει εγγραφές τύπου Map.Entry με τον περιορισμό ότι δεν μπορεί να διαθέτει δύο εγγραφές με το ίδιο κλειδί (μπορεί όμως να διαθέτει δύο εγγραφές με διαφορετικά κλειδιά, αλλά κοινές τιμές για τα κλειδιά αυτά).

Βασικό χαρακτηριστικό μίας δομής τύπου java.util.Map είναι ότι δεν υπάρχει δυνατότητα διάτρεξης της δομής. Μπορείτε να εξετάσετε εάν υπάρχει ένα κλειδί, να διαγράψετε την εγγραφή που αντιστοιχεί σε ένα κλειδί, να διατρέξετε τα κλειδιά της δομής, να διατρέξετε τις τιμές της δομής, αλλά δεν σας δίνεται η δυνατότητα να διατρέξετε τις εγγραφές τύπου Map.Entry.

Διαθέτει τις εξής μεθόδους που δεν διατίθενται στο interface Collection ή έχουν διαφορετική λειτουργία από τα interfaces που είδαμε μέχρι τώρα.

• containsKey(Object key) - Επιστρέφει true αν η δομή περιέχει το συγκεκριμένο κλειδί
• containsValue(Object value) - Επιστρέφει true αν η δομή περιέχει την συγκεκριμένη τιμή αντιστοιχισμένη με ένα ή περισσότερα κλειδιά.
• remove(Object key) - Διαγράφει την εγγραφή που αντιστοιχεί στο κλειδί key επιστρέφοντας την τιμή V ή null αν δεν βρέθηκε το κλειδί.
• replace(K key, V value) - Αντικαθιστά την εγγραφή που αντιστοιχεί στο κλειδί key επιστρέφοντας την τιμή V. Δεν γίνεται αντικατάσταση αν δεν βρεθεί το κλειδί στο Map.
• put(K key, V value) - A Διαγράφει την εγγραφή που αντιστοιχεί στο κλειδί key επιστρέφοντας την τιμή V ή null αν δεν υπήρχε προηγούμενη καταχώρηση για το συγκεκριμένο κλειδί.
• get(Object key) - Επιστρέφει την τιμή που αντιστοιχεί στο δεδομένο κλειδί ή null αν δεν υπάρχει καταχώρηση για το συγκεκριμένο κλειδί.

• entrySet() - Επιστρέφει ένα Set από καταχωρήσεις τύπου Entry.Map όπου κάθε καταχώρηση περιέχει το συνδυασμό κλειδί-τιμή.
• values() - Επιστρέφει ένα Collection με τις τιμές του Map δίχως τα κλειδιά. Μία τιμή μπορεί να εμφανίζεται περισσότερες από μία φορές αν αντιστοιχεί σε περισσότερα του ενός κλειδιά.
• keySet() - Επιστρέφει ένα Set με τα κλειδιά.

Τo interface java.util.SortedMap είναι ένα Map διαθέτει τις εγγραφές ταξινομημένες με βάση τα κλειδιά . Ένα java.util.SortedMap υλοποιείται συνήθως μέσω ενός ισοζυγισμένου δυαδικού δέντρου. Οι επιπλέον μέθοδοι του συγκεκριμένου interface είναι οι εξής:

• firstKey() - Επιστρέφει το 1ο κλειδί.
• lastKey() - Επιστρέφει το τελευταίο κλειδί.
• headMap(K toKey) - Επιστρέφει το υποσύνολο του Map που τα κλειδιά του είναι μικρότερα από την τιμή toKey.
• tailMap(K fromKey) - Επιστρέφει το υποσύνολο του Map που τα κλειδιά του του είναι μεγαλύτερα ή ίσα από την τιμή fromKey.
• subMap(K fromKey, K toKey) - Επιστρέφει το υποσύνολο του Set από fromKey (μαζί με το fromKey) έως toKey (χωρίς το toKey).

Βασικές υλοποιήσεις του Map interface είναι οι παρακάτω:

• HashMap: Υλοποιεί το Map μέσα από ένα HashTable. Γρήγορο στην αναζήτηση. Δεν εγγυάται ότι η σειρά διάτρεξης είναι η σειρά με την οποία εισάγαμε τα δεδομένα. Απαιτεί κατά κανόνα περισσότερο χώρο αποθήκευσης από τον στοιχεία που περιέχει το Map. Η κλάση που υλοποιεί το κλειδί κάθε εγγραφής πρέπει να υλοποιεί τις μεθόδους public boolean equals(Object obj) και public int hashCode() της κλάσης java.lang.Object.
• TreeMap: Υλοποιεί το Map μέσα από ένα Red-Black tree. Ικανοποιητικά γρήγορο. Δεν εγγυάται ότι η σειρά διάτρεξης είναι η σειρά με την οποία εισάγαμε τα δεδομένα. Η σειρά διάτρεξης είναι η σειρά κατάταξης των στοιχείων (υλοποιεί τον interface SortedMap). Η κλάση που υλοποιεί το κλειδί κάθε εγγραφής πρέπει να υλοποιεί το interface java.lang.Comparable.
• LinkedHashMap: Υλοποιεί το Map μέσα από ένα HashTable με παράλληλη χρήση διπλά συνδεδεμένης λίστας. Γρήγορο στην αναζήτηση. Εγγυάται ότι η σειρά διάτρεξης είναι η σειρά με την οποία εισάγαμε τα δεδομένα, λόγω της ύπαρξης της λίστας. Απαιτεί κατά κανόνα περισσότερο χώρο αποθήκευσης από τον στοιχεία που περιέχει το Map. Η κλάση που υλοποιεί το κλειδί κάθε εγγραφής πρέπει να υλοποιεί τις μεθόδους public boolean equals(Object obj) και public int hashCode() της κλάσης java.lang.Object.

StudentMap.java

import java.util.*;
 
public class StudentMap {
 
  public static void printMapEntries(Map<Integer,Student> map) { 
    Set<Map.Entry<Integer,Student>> set = map.entrySet();
    Iterator<Map.Entry<Integer,Student>> it = set.iterator();
    while(it.hasNext()) {
      Map.Entry<Integer,Student> entry = it.next();
      System.out.println(entry.getKey() + " -> "+ entry.getValue() );
    }
  }
 
  public static void printMapValues(Map<Integer,Student> map) { 
    Collection<Student> coll = map.values();
    Iterator<Student> it = coll.iterator();
    while(it.hasNext()) {
      System.out.println(it.next().toString());
    }
  }
 
  public static void printMapKeys(Map<Integer,Student> map) { 
    Set<Integer> set = map.keySet();
    Iterator<Integer> it = set.iterator();
    while(it.hasNext()) {
      System.out.println(it.next().toString());
    }
  }
 
  public static void main(String args[]) {
    Map<Integer,Student> students = new HashMap<>();
    students.put(1, new Student("John", "Smith"));
    students.put(2, new Student("Stanley", "Peters"));
    students.put(3, new Student("Edgar", "Bloch"));
    students.put(4, new Student("Suzan", "Miles"));
    students.put(5, new Student("Mary", "Poppins"));
 
 
    System.out.println("\nMap keys are:");
    printMapKeys(students);
    System.out.println("\nMap values are:");
    printMapValues(students);
    System.out.println("\nMap key-value pairs are:");
    printMapEntries(students);
  }
}