为何排序HashMap<T,T>需先转为Map.Entry列表再执行排序？

我遇到了按值排序HashMap<String, Integer>的问题，网上多数方案都是先创建Map.Entry<String, Integer>的LinkedList/ArrayList，再基于值进行排序。以下是一段展示按值排序HashMap的代码片段：

// Java program to sort hashmap by values
import java.util.*;
import java.lang.*;
 
public class Main {
 
    // function to sort hashmap by values
    public static HashMap<String, Integer> sortByValue(HashMap<String, Integer> hm)
    {
        // Create a list from elements of HashMap
        List<Map.Entry<String, Integer> > list =
               new LinkedList<Map.Entry<String, Integer> >(hm.entrySet());
 
        // Sort the list
        Collections.sort(list, new Comparator<Map.Entry<String, Integer> >() {
            public int compare(Map.Entry<String, Integer> o1,
                               Map.Entry<String, Integer> o2)
            {
                return (o1.getValue()).compareTo(o2.getValue());
            }
        });
         
        // put data from sorted list to hashmap
        HashMap<String, Integer> temp = new LinkedHashMap<String, Integer>();
        for (Map.Entry<String, Integer> aa : list) {
            temp.put(aa.getKey(), aa.getValue());
        }
        return temp;
    }
 
    // Driver Code
    public static void main(String[] args)
    {
 
        HashMap<String, Integer> hm = new HashMap<String, Integer>();
 
        // enter data into hashmap
        hm.put("Math", 98);
        hm.put("Data Structure", 85);
        hm.put("Database", 91);
        hm.put("Java", 95);
        hm.put("Operating System", 79);
        hm.put("Networking", 80);
        Map<String, Integer> hm1 = sortByValue(hm);
 
        // print the sorted hashmap
        for (Map.Entry<String, Integer> en : hm1.entrySet()) {
            System.out.println("Key = " + en.getKey() +
                          ", Value = " + en.getValue());
        }
    }
}

我的疑问是：为何必须将HashMap转为Map.Entry的列表后再进行排序？我认为应该可以像对POJO类按指定参数排序那样直接对HashMap排序，无需转为其他集合再操作。

1. HashMap本身不支持排序 #

HashMap底层基于哈希表实现，核心目标是快速查找、插入和删除，完全不维护元素的存储顺序——元素的位置由键的哈希值决定，是无序的。它既没有实现Comparable接口，也没有内置排序机制，根本没法直接对HashMap本身执行排序操作。

2. 排序需要操作完整的键值对 #

按值排序的核心是对比每个键值对的value，但HashMap的entrySet()返回的是无序的Set<Map.Entry>集合，而Java标准库的Collections.sort()只支持对List进行排序。所以必须把键值对转成List，才能利用现有API对这些元素按值进行比较排序。

3. 用LinkedHashMap保留排序结果 #

排序后的List需要存入一个能维护顺序的Map中，普通HashMap会再次打乱顺序。LinkedHashMap是HashMap的子类，它可以保留元素的插入顺序，因此把排序后的键值对依次放入LinkedHashMap，就能得到按值排序的有序Map。

补充：Java 8+简化写法 #

Java 8之后可以用Stream API简化代码，核心逻辑还是转集合排序，但代码更简洁：

public static Map<String, Integer> sortByValue(HashMap<String, Integer> hm) {
    return hm.entrySet()
            .stream()
            .sorted(Map.Entry.comparingByValue())
            .collect(Collectors.toMap(
                    Map.Entry::getKey,
                    Map.Entry::getValue,
                    (oldVal, newVal) -> oldVal,
                    LinkedHashMap::new
            ));
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Simran Srivastava