java Map 遍历详解

在 Java 中，Map 是一种键值对（Key-Value）形式存储数据的集合接口。遍历 Map 是日常开发中的常见需求。以下是遍历 Map 的详解，包括各种常见方式及其适用场景。

1. Map 的基本结构

在 Java 中，Map 提供了以下几种常用实现类：

HashMap：基于哈希表实现，元素无序，查找和插入操作效率高。
LinkedHashMap：有序版本的 HashMap，按插入顺序或访问顺序存储。
TreeMap：基于红黑树实现，按键的自然顺序或指定的比较器顺序存储。
ConcurrentHashMap：线程安全的哈希表实现，适用于多线程环境。

2. Map 遍历的常见方法

2.1 遍历键值对 (Key-Value Pairs)

通过 entrySet() 方法，可以获取 Map 中的键值对集合。每个键值对封装在一个 Map.Entry 对象中。

方式 1：使用 for-each 循环

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

public class MapIteration {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("Alice", 25);
        map.put("Bob", 30);
        map.put("Charlie", 35);

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

优点：

语法清晰，便于理解。
最常用的方式。

输出：

Alice = 25
Bob = 30
Charlie = 35

2.2 遍历键 (Keys)

通过 keySet() 方法获取所有键的集合，然后根据键获取对应的值。

代码实现：

for (String key : map.keySet()) {
    Integer value = map.get(key);
    System.out.println(key + " = " + value);
}

优点：

适用于仅对键进行操作的场景。

缺点：

每次通过 map.get(key) 获取值时，可能有额外的查找开销（尤其是 HashMap）。

2.3 遍历值 (Values)

通过 values() 方法获取所有值的集合，仅用于需要操作值的场景。

代码实现：

for (Integer value : map.values()) {
    System.out.println("Value = " + value);
}

优点：

直接访问值，适用于只关注值的情况。

缺点：

无法获取键。

2.4 使用 Java 8 的 Stream API

Stream API 提供了更加简洁、函数式风格的遍历方式，适合在 Java 8 及以上版本中使用。

代码实现：

map.forEach((key, value) -> System.out.println(key + " = " + value));

优点：

简洁高效，函数式表达更现代化。
避免了显式循环代码。

2.5 遍历时修改 Map

在遍历的同时修改 Map 是一个比较特殊的需求，需要特别注意。

对于普通的 HashMap，直接修改会抛出 ConcurrentModificationException。
可以使用 Iterator 或 ConcurrentHashMap。

代码实现：

Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = map.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Map.Entry<String, Integer> entry = iterator.next();
    if (entry.getValue() < 30) {
        iterator.remove(); // 删除值小于30的键值对
    }
}

适用场景：

遍历过程中需要删除或修改键值对。

3. Map 遍历方式的比较

遍历方式	代码简洁性	效率	适用场景
`entrySet()` + for-each	中等	高效	同时需要键和值的场景
`keySet()` + `get()`	简单	较低（有查找开销）	仅需要操作键，偶尔需要获取值的场景
`values()` + for-each	简单	高效	只需要操作值的场景
`forEach` (Stream API)	简洁	高效	Java 8+ 环境，推荐现代化开发
`Iterator`	较复杂	中等	遍历过程中需要安全删除或修改键值对的场景

4. 适配不同场景的遍历方式

4.1 同时操作键和值

最常用的场景是需要同时操作 Map 的键和值，例如打印所有键值对或对键值对进行某些操作。

推荐使用 entrySet() 或 forEach。

示例：

map.forEach((key, value) -> System.out.println(key + " = " + value));

4.2 仅需要操作键

当只需要操作键时，可以直接使用 keySet()。

示例：

for (String key : map.keySet()) {
    System.out.println("Key = " + key);
}

4.3 仅需要操作值

当只需要操作值时，可以直接使用 values()。

示例：

for (Integer value : map.values()) {
    System.out.println("Value = " + value);
}

4.4 遍历时修改 Map

当需要在遍历的同时删除或修改键值对时，使用 Iterator 是首选。

示例：

Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = map.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Map.Entry<String, Integer> entry = iterator.next();
    if (entry.getValue() < 30) {
        iterator.remove();
    }
}

5. 特殊类型 Map 的遍历

5.1 ConcurrentHashMap

对于多线程环境下的并发操作，使用 ConcurrentHashMap 是线程安全的选择，可以直接使用 forEach 方法。

示例：

ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
map.put("Alice", 25);
map.put("Bob", 30);

map.forEach((key, value) -> System.out.println(key + " = " + value));