Java LinkedHashMap与TreeMap示例详解

说实话，在学习 Ja va 集合框架时，HashMap 往往是大家最先接触的 Map 实现。但在实际开发里，另外两个“狠角色”——LinkedHashMap 和 TreeMap——同样出场率极高。它们都实现了 Map 接口，但脾性截然不同。

这篇文章会从概念、底层原理、核心差异、适用场景和代码实例这几个维度，帮你把它们彻底吃透。

一、Map 集合基础回顾

Map 就是典型的“键值对（key-value）”数据结构，形如 key → value。例如："张三" → 18，"李四" → 20。

Ja va 中常见的 Map 实现大致分三类：

二、LinkedHashMap

1. 什么是 LinkedHashMap

LinkedHashMap 是 HashMap 的子类，它的最大特色就在于——能够完美保持元素的插入顺序。

举个例子：往 Map 里依次放入 1 → A、3 → C、2 → B，遍历时拿到的顺序依然是 1、3、2，绝不会像 HashMap 那样打乱顺序。

2. LinkedHashMap 底层原理

一句话概括：LinkedHashMap = HashMap + 双向链表。

它内部同时保持了 HashMap 的哈希存储结构，以及一个双向链表来维护元素的顺序。整体结构可以理解为：数组 + 链表 + 红黑树 + 双向链表。HashMap 负责高效的查询，双向链表则负责“记住”元素进来的先后顺序。

3. LinkedHashMap 的特点

4. LinkedHashMap 基本使用

示例：保持插入顺序

import ja va.util.LinkedHashMap;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap map = new LinkedHashMap<>();
        map.put(3, "Ja va");
        map.put(1, "Python");
        map.put(2, "C++");
        System.out.println(map);
    }
}

输出：

{3=Ja va, 1=Python, 2=C++}

可以看到，顺序与插入顺序完全一致。

5. 遍历 LinkedHashMap

import ja va.util.LinkedHashMap;
import ja va.util.Map;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap map = new LinkedHashMap<>();
        map.put(1, "张三");
        map.put(2, "李四");
        map.put(3, "王五");
        for (Map.Entry entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(
                    entry.getKey() + " : " + entry.getValue()
            );
        }
    }
}

输出：

1 : 张三

2 : 李四

3 : 王五

6. LinkedHashMap 的访问顺序

LinkedHashMap 支持两种顺序模式：

开启访问顺序模式也很简单：

new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true)

第三个参数传 true 就表示开启访问顺序。

示例：LRU缓存思想

import ja va.util.LinkedHashMap;
import ja va.util.Map;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap map =
                new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);
        map.put(1, "A");
        map.put(2, "B");
        map.put(3, "C");
        //访问元素
        map.get(1);
        System.out.println(map);
    }
}

输出：

{2=B, 3=C, 1=A}

因为 1 被访问后移动到了末尾，这正是很多缓存系统的核心策略——LRU（最近最少使用）。

三、TreeMap

1. 什么是 TreeMap

TreeMap 最大的特点：自动排序。无论你插入的顺序如何，它都会按照 key 来自动排序。

2. TreeMap 底层原理

TreeMap 底层基于红黑树（Red-Black Tree）实现。红黑树是一种自平衡的二叉搜索树，核心特性很突出：查询效率高、自动排序、增删改效率稳定。

时间复杂度方面：

3. TreeMap 的特点

四、TreeMap 默认排序

默认情况下，TreeMap 会按照 key 的自然顺序进行排序。

示例：数字排序

import ja va.util.TreeMap;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap map = new TreeMap<>();
        map.put(3, "Ja va");
        map.put(1, "Python");
        map.put(2, "C++");
        System.out.println(map);
    }
}

输出：

{1=Python, 2=C++, 3=Ja va}

即使插入顺序是 3、1、2，输出结果仍然是自动排序后的结果。

五、TreeMap 字符串排序

import ja va.util.TreeMap;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap map = new TreeMap<>();
        map.put("banana", 1);
        map.put("apple", 2);
        map.put("cat", 3);
        System.out.println(map);
    }
}

输出：

{apple=2, banana=1, cat=3}

字符串会按字母顺序进行排序。

六、TreeMap 自定义排序

如果想让 TreeMap 按自己的规则排序，可以使用Comparator 比较器来实现。

示例：降序排序

import ja va.util.Comparator;
import ja va.util.TreeMap;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap map =
                new TreeMap<>(Comparator.reverseOrder());
        map.put(1, "A");
        map.put(3, "C");
        map.put(2, "B");
        System.out.println(map);
    }
}

输出：

{3=C, 2=B, 1=A}

七、TreeMap 自定义对象排序

如果 key 是自定义对象，那么该对象必须实现 Comparable 接口，或者在构造 TreeMap 时传入一个 Comparator，否则运行时就会报错。

示例：学生年龄排序

Student 类

class Student {
    String name;
    int age;
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return name + "-" + age;
    }
}

使用 Comparator

import ja va.util.Comparator;
import ja va.util.TreeMap;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap map =
                new TreeMap<>((o1, o2) -> o1.age - o2.age);
        map.put(new Student("张三", 18), "Ja va");
        map.put(new Student("李四", 20), "Python");
        map.put(new Student("王五", 19), "C++");
        System.out.println(map);
    }
}

输出：

{张三-18=Ja va, 王五-19=C++, 李四-20=Python}

八、LinkedHashMap 与 TreeMap 对比

九、如何选择？

使用 LinkedHashMap

• 需要保持插入顺序
• 最近访问记录
• LRU缓存
• 浏览历史

例如：最近播放歌曲、最近浏览商品等场景。

使用 TreeMap

• 自动排序
• 排行榜
• 成绩排序
• 字典排序

例如：学生成绩排名、商品价格排序等场景。

十、小tips

1. LinkedHashMap 和 HashMap 区别？

LinkedHashMap 是有序的，内部多了一个双向链表；而 HashMap 是无序的，纯哈希结构。

2. TreeMap 为什么能排序？

因为底层是红黑树，插入元素时会自动比较 key，从而实现排序。

3. TreeMap 为什么不能为 null？

因为排序时需要调用 compareTo() 方法来比较 key，而 null 无法被比较，会直接抛出空指针异常。

4. LinkedHashMap 为什么适合做缓存？

因为它支持访问顺序这种模式：最近访问的数据会自动移动到链表尾部。这正好符合 LRU（最近最少使用）缓存淘汰策略。

十一、总结

LinkedHashMap

核心关键词：有序、插入顺序、双向链表、缓存。适合那种既想要 HashMap 的高效查询，又需要保持元素顺序的场景。

TreeMap

核心关键词：自动排序、红黑树、比较器、有序Map。适合那些需要按 key 自动排序的场景。

十二、用一张图来表示三种map

Map
├── HashMap
│     ├── 无序
│     └── 查询快
│
├── LinkedHashMap
│     ├── 有序
│     ├── 双向链表
│     └── 适合缓存
│
└── TreeMap
      ├── 自动排序
      ├── 红黑树
      └── 适合排行榜

真正掌握集合框架后，其实我们会发现：Ja va 集合本质就是“数据结构 + 算法思想”的具体实现。