JDK的HashMap怎么使用

發布時間：2021-12-31 16:02:53 來源：億速云閱讀：127 作者：iii 欄目：編程語言

本篇內容主要講解“JDK的HashMap怎么使用”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“JDK的HashMap怎么使用”吧!

首先先來分析一下HashMap

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

最大容量2的15次方+1；
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

默認加載因子：
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

內部實現的機制是用具有鍵值對格式的單個的entry數組實現：

transient Entry[] table;
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key; //鍵
V value; // 值
Entry<K,V> next; //下一個
final int hash; //哈西值
/**
* Creates new entry.
*/
Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
value = v;
next = n;
key = k;
hash = h;
}
public final K getKey() {
return key;
}
public final V getValue() {
return value;
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
public final boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof Map.Entry))
return false;
Map.Entry e = (Map.Entry)o;
Object k1 = getKey();
Object k2 = e.getKey();
if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
Object v1 = getValue();
Object v2 = e.getValue();
if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
return true;
}
return false;
}
public final int hashCode() {
return (key==null ? 0 : key.hashCode()) ^
(value==null ? 0 : value.hashCode());
}
public final String toString() {
return getKey() + "=" + getValue();
}
void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
}
void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
}
}

當前的數組大小：
transient int size;

構造函數初始化：
設置初始化的容積和加載因子

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
//初始化容積必須大于0
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
//超過最大容積的時候，那么等于最大容積
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
//初始化加載因子；
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
//找出一個數的平方大于當前給出的初始化容積，比如是初始化是10的話，那么最終的容積就是16
int capacity = 1;
while (capacity < initialCapacity)
capacity <<= 1;
this.loadFactor = loadFactor;
threshold = (int)(capacity * loadFactor);
//用容積來初始化數組大小；size當前還是為0；
table = new Entry[capacity];
//初始化動作，可以留給子類實現，模板模式的應用
init();
}

這是一個hashcode的轉換算法；他能夠把對象的hashcode轉換成為小于length-1的整數作為數組的下標；那么勢必會出現重合

static int hash(int h) {
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}

我們先看增加方法：

public V put(K key, V value) {
//判斷鍵值是否為空；
if (key == null)
return putForNullKey(value);
//得到hashcode
int hash = hash(key.hashCode());
//得到一個小于數組長度（取的是與操作）的下標
int i = indexFor(hash, table.length);
//在數組中找到該下標的entry值；
//事實上entry也是一個鏈表，相對于LinkedList來說，他的entry是單向的
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
//如果存在鍵值是同一對象的entry,那么用新值覆蓋舊值，不存在則再往下找，知道末尾
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
//增加修改次數
modCount++;
//增加這個entry到該下標列表的首部
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
//可見是放在該下標鏈表的第一位的
table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
//在這里增加了size;
if (size++ >= threshold)
resize(2 * table.length);
}

如果key是null的話：
那么他可以不用通過hashcode定位數組中的隊列下標-_-||事實上他也沒有hashcode；規定在0位存放這個鏈表的頭；可見在HashMap中是可以

存放null的key的；但是正因為其沒有hashcode那么就只能存放一個元素，而不是像其他一樣能存放多個；但是另外我們可見，你可以考慮把使

用的最多的值的鍵設置成為null，因為他是找到的最快的；

private V putForNullKey(V value) {
for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
if (e.key == null) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(0, null, value, 0);
return null;
}

上面說了存放了，下面我們再來看看如何取出來把：

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
//經過算法得到這個key對應的hashcode，可見hashcode是固定的對應，而不是隨機的；如果是null的話為0，經過與操作還是0，直接
//定位到table[0]否則查找出下標
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
e != null;
e = e.next) {
Object k;
//匹配這個key的hashcode和數值，可見不是同一的值其hashcode是可能一樣的，否則如果是一一對應則沒必要匹配key了
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
}
//沒有找到，為空；
return null;

我們再來看看其容量是如何增長的：

public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
//得到新增加進來的元素的個數
int numKeysToBeAdded = m.size();
if (numKeysToBeAdded == 0)
return;
//如果新增加的元素個數大于原來容積*加載因子；可見我們必須要擴充容量了
if (numKeysToBeAdded > threshold) {
//那么我們增加的容量將是該新增元素個數+預留空間的總數
int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);
if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
int newCapacity = table.length;
//如果我們現在的表的容量小于新增加的容量，那么我們擴展兩倍，如果還小，再擴大兩倍，直到他的大于當前需要的容量
while (newCapacity < targetCapacity)
newCapacity <<= 1;
if (newCapacity > table.length)
resize(newCapacity);
}
//添置新的"家具"
for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();
put(e.getKey(), e.getValue());
}
}

用新的容積開辟了一塊足夠大的存儲空間，

void resize(int newCapacity) {
Entry[] oldTable = table;
int oldCapacity = oldTable.length;
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
transfer(newTable);
table = newTable;
threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
}
并且把家具從以前的“小房子”幫到了“大房子”
void transfer(Entry[] newTable) {
Entry[] src = table;
int newCapacity = newTable.length;
for (int j = 0; j < src.length; j++) {
//得到各個數組元素的鏈表的頭
Entry<K,V> e = src[j];
if (e != null) {
src[j] = null; //一定要把原來的“小房子”收拾好，方便垃圾回收；
do {
Entry<K,V> next = e.next;
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
} while (e != null);
}
}
}

新增，查找，都看過了，我們來看一下刪除：

public V remove(Object key) {
Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
return (e == null ? null : e.value);
}
final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
//定位查找到鏈表表頭；
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
Entry<K,V> prev = table[i];
Entry<K,V> e = prev;
while (e != null) {
Entry<K,V> next = e.next;
Object k;
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
modCount++;
//若能找到，修改前后的鏈表節點的指向，從中刪除；
size--;
if (prev == e)
table[i] = next;
else
prev.next = next;
e.recordRemoval(this);
return e;
}
//方便鏈表往下傳遞；保存prev是因為是單向鏈表，所以一旦找到的目標節點，無法通過該節點得到錢一個節點，就無法更改前
一個節點的指//向，所以要保存prev
prev = e;
e = next;
}
return e;
}

JDK的HashMap怎么使用

現在我們再看一下如何單獨取到他的鍵值集合或者值集合:

values實現了一個內部私有類；
public Collection<V> values() {
Collection<V> vs = values;
return (vs != null ? vs : (values = new Values()));
}
//AbstractCollection<V> 把一些基本的curd委托給了iteartor，所以只需重載其獲取iteartor的方法；
private final class Values extends AbstractCollection<V> {
//重載了iteartor
public Iterator<V> iterator() {
return newValueIterator();
}
public int size() {
return size;
}
public boolean contains(Object o) {
return containsValue(o);
}
public void clear() {
HashMap.this.clear();
}
}
下面是該iteartor的獲取：其中主要的是看看我們獲取的value的collection是如何排序的；
private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {
Entry<K,V> next; // next entry to return
int expectedModCount; // For fast-fail
int index; // current slot
Entry<K,V> current; // current entry
HashIterator() {
expectedModCount = modCount;
//如果該HashMap有元素
if (size > 0) { // advance to first entry
Entry[] t = table;
然后把next和index都調至該table數組的鏈表頭中不為空的地方；
while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
;
}
}
public final boolean hasNext() {
return next != null;
}
final Entry<K,V> nextEntry() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
Entry<K,V> e = next;
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
//代表這個鏈表遍歷完成了，需要開始遍歷下一個table下標的鏈表了
if ((next = e.next) == null) {
Entry[] t = table;
//找到下一個不為空的table元素
while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
;
}
current = e;
return e;
}
public void remove() {
if (current == null)
throw new IllegalStateException();
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
Object k = current.key;
current = null;
HashMap.this.removeEntryForKey(k);
expectedModCount = modCount;
}
}
ValueIterator ：
private final class ValueIterator extends HashIterator<V> {
public V next() {
return nextEntry().value;
}
}

這是我們會問加入我在這個value的collection中增加元素會出現什么樣的情況呢，次序會不會打亂，對不起，AbstractCollection不存在add

的，iteartor也是不允許增加元素的；

對于來說keySet來說是同理的，不過因為key是不存在一樣的，所以，我們不會返回collection而返回set,避免了重復key的出現

到此，相信大家對“JDK的HashMap怎么使用”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！

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