JDK的HashMap怎么使用

本篇内容主要讲解“JDK的HashMap怎么使用”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“JDK的HashMap怎么使用”吧!

首先先来分析一下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;

默认加载因子：
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

内部实现的机制是用具有键值对格式的单个的entry数组实现：

1. transient Entry[] table;

2. 
   

3.    static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {

4.         final K key; //键

5.         V value;    // 值

6.         Entry<K,V> next;  //下一个

7.         final int hash;   //哈西值

8. 
   

9.         /**

10.          * Creates new entry.

11.          */

12.         Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {

13.             value = v;

14.             next = n;

15.             key = k;

16.             hash = h;

17.         }

18. 
    

19.         public final K getKey() {

20.             return key;

21.         }

22. 
    

23.         public final V getValue() {

24.             return value;

25.         }

26. 
    

27.         public final V setValue(V newValue) {

28.         V oldValue = value;

29.             value = newValue;

30.             return oldValue;

31.         }

32. 
    

33.         public final boolean equals(Object o) {

34.             if (!(o instanceof Map.Entry))

35.                 return false;

36.             Map.Entry e = (Map.Entry)o;

37.             Object k1 = getKey();

38.             Object k2 = e.getKey();

39.             if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {

40.                 Object v1 = getValue();

41.                 Object v2 = e.getValue();

42.                 if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))

43.                     return true;

44.             }

45.             return false;

46.         }

47. 
    

48.         public final int hashCode() {

49.             return (key==null   ? 0 : key.hashCode()) ^

50.                    (value==null ? 0 : value.hashCode());

51.         }

52. 
    

53.         public final String toString() {

54.             return getKey() + "=" + getValue();

55.         }

56. 
    

57. 
    

58.         void recordAccess(HashMap<K,V> m) {

59.         }

60. 
    

61.         void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {

62.         }

63.     }

当前的数组大小：
transient int size;

构造函数初始化：
设置初始化的容积和加载因子

1. public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {

2. 
   

3.         //初始化容积必须大于0

4.         if (initialCapacity < 0)

5.             throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +

6.                                                initialCapacity);

7.         //超过最大容积的时候，那么等于最大容积

8.         if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)

9.             initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;

10. 
    

11.         //初始化加载因子；

12.         if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))

13.             throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +

14.                                                loadFactor);

15. 
    

16.         //找出一个数的平方大于当前给出的初始化容积，比如是初始化是10的话，那么最终的容积就是16

17.         int capacity = 1;

18.         while (capacity < initialCapacity)

19.             capacity <<= 1;

20. 
    

21.         this.loadFactor = loadFactor;

22.         threshold = (int)(capacity * loadFactor);

23. 
    

24.         //用容积来初始化数组大小；size当前还是为0；

25.         table = new Entry[capacity];

26. 
    

27.         //初始化动作，可以留给子类实现，模板模式的应用

28.         init();

29.     }

30. 
    

 这是一个hashcode的转换算法；他能够把对象的hashcode转换成为小于length-1的整数作为数组的下标；那么势必会出现重合

1.     static int hash(int h) {

2.         h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);

3.         return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);

4.     }

5. 
   

6.     static int indexFor(int h, int length) {

7.         return h & (length-1);

8.     }

9. 
   

10. 
    

我们先看增加方法：

1.  public V put(K key, V value) {

2.         //判断键值是否为空；

3.         if (key == null)

4.             return putForNullKey(value);

5. 
   

6.         //得到hashcode

7.         int hash = hash(key.hashCode());

8.         //得到一个小于数组长度（取的是与操作）的下标

9.         int i = indexFor(hash, table.length);

10.         //在数组中找到该下标的entry值；

11.         //事实上entry也是一个链表，相对于LinkedList来说，他的entry是单向的

12.         for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {

13.             Object k;

14.             //如果存在键值是同一对象的entry,那么用新值覆盖旧值，不存在则再往下找，知道末尾

15.             if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {

16.                 V oldValue = e.value;

17.                 e.value = value;

18.                 e.recordAccess(this);

19.                 return oldValue;

20.             }

21.         }

22.         //增加修改次数

23.         modCount++;

24.         //增加这个entry到该下标列表的首部

25.         addEntry(hash, key, value, i);

26.         return null;

27.     }

28. 
    

29.     void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {

30.     Entry<K,V> e = table[bucketIndex];

31.         //可见是放在該下标链表的第一位的

32.         table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);

33.         //在这里增加了size;

34.         if (size++ >= threshold)

35.             resize(2 * table.length);

36.     }

如果key是null的话：
 那么他可以不用通过hashcode定位数组中的队列下标-_-||事实上他也没有hashcode；规定在0位存放这个链表的头；可见在HashMap中是可以

存放null的key的；但是正因为其没有hashcode那么就只能存放一个元素，而不是像其他一样能存放多个；但是另外我们可见，你可以考虑把使

用的最多的值的键设置成为null，因为他是找到的最快的；

1. 
   

2. private V putForNullKey(V value) {

3.         for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {

4.             if (e.key == null) {

5.                 V oldValue = e.value;

6.                 e.value = value;

7.                 e.recordAccess(this);

8.                 return oldValue;

9.             }

10.         }

11.         modCount++;

12.         addEntry(0, null, value, 0);

13.         return null;

14.     }

15. 
    

上面说了存放了，下面我们再来看看如何取出来把：

1. final Entry<K,V> getEntry(Object key) {

2.         //经过算法得到这个key对应的hashcode，可见hashcode是固定的对应，而不是随机的；如果是null的话为0，经过与操作还是0，直接 

3. 
   

4.        //定位到table[0]否则查找出下标

5.        int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());

6.         for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];

7.              e != null;

8.              e = e.next) {

9.             Object k;

10.      //匹配这个key的hashcode和数值，可见不是同一的值其hashcode是可能一样的，否则如果是一一对应则没必要匹配key了

11.             if (e.hash == hash &&

12.                 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

13.                 return e;

14.         } 

15.     //没有找到，为空；

16.        return null;

我们再来看看其容量是如何增长的：

1.     public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {

2.         //得到新增加进来的元素的个数

3.         int numKeysToBeAdded = m.size();

4.         if (numKeysToBeAdded == 0)

5.             return;

6.          //如果新增加的元素个数大于原来容积*加载因子；可见我们必须要扩充容量了

7.         if (numKeysToBeAdded > threshold) {

8.             //那么我们增加的容量将是该新增元素个数+预留空间的总数

9.             int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);

10.             if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)

11.                 targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;

12.             int newCapacity = table.length;

13.             //如果我们现在的表的容量小于新增加的容量，那么我们扩展两倍，如果还小，再扩大两倍，直到他的大于当前需要的容量

14.             while (newCapacity < targetCapacity)

15.                 newCapacity <<= 1;

16.             if (newCapacity > table.length)

17.                 resize(newCapacity);

18.         }

19. 
    

20.         //添置新的"家具"

21.         for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {

22.             Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();

23.             put(e.getKey(), e.getValue());

24.         }

25.     }

用新的容积开辟了一块足够大的存储空间，

1. void resize(int newCapacity) {

2.         Entry[] oldTable = table;

3.         int oldCapacity = oldTable.length;

4.         if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {

5.             threshold = Integer.MAX_VALUE;

6.             return;

7.         }

8. 
   

9.         Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];

10.         transfer(newTable);

11.         table = newTable;

12.         threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);

13.     }

14. 并且把家具从以前的“小房子”帮到了“大房子”

15.  void transfer(Entry[] newTable) {

16.         Entry[] src = table;

17.         int newCapacity = newTable.length;

18.         for (int j = 0; j < src.length; j++) {

19.             //得到各个数组元素的链表的头

20.             Entry<K,V> e = src[j];

21.             if (e != null) {

22.                 src[j] = null; //一定要把原来的“小房子”收拾好，方便垃圾回收；

23.                 do {

24.                     Entry<K,V> next = e.next;

25.                     int i = indexFor(e.hash, newCapacity);

26.                     e.next = newTable[i];

27.                     newTable[i] = e;

28.                     e = next;

29.                 } while (e != null);

30.             }

31.         }

32.     }

新增，查找，都看过了，我们来看一下删除：

1. public V remove(Object key) {

2.         Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);

3.         return (e == null ? null : e.value);

4.     }

5. 
   

6. 
   

7.     final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {

8.         //定位查找到链表表头；

9.         int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());

10.         int i = indexFor(hash, table.length);

11.         Entry<K,V> prev = table[i];

12.         Entry<K,V> e = prev;

13. 
    

14.         while (e != null) {

15.             Entry<K,V> next = e.next;

16.             Object k;

17.             if (e.hash == hash &&

18.                 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {

19.                 modCount++;

20.                 //若能找到，修改前后的链表节点的指向，从中删除；

21.                 size--;

22.                 if (prev == e)

23.                     table[i] = next;

24.                 else

25.                     prev.next = next;

26.                 e.recordRemoval(this);

27.                 return e;

28.             }

29.             //方便链表往下传递；保存prev是因为是单向链表，所以一旦找到的目标节点，无法通过该节点得到钱一个节点，就无法更改前

30. 
    

31. 一个节点的指//向，所以要保存prev

32.             prev = e;

33.             e = next;

34.         }

35. 
    

36.         return e;

37.     }

38. 
    

现在我们再看一下如何单独取到他的键值集合或者值集合:

1. values实现了一个内部私有类；

2.   public Collection<V> values() {

3.         Collection<V> vs = values;

4.         return (vs != null ? vs : (values = new Values()));

5.     }

6. 
   

7. //AbstractCollection<V> 把一些基本的curd委托给了iteartor，所以只需重载其获取iteartor的方法；

8.     private final class Values extends AbstractCollection<V> {

9. 
   

10.         //重载了iteartor

11.         public Iterator<V> iterator() {

12.             return newValueIterator();

13.         }

14.         public int size() {

15.             return size;

16.         }

17.         public boolean contains(Object o) {

18.             return containsValue(o);

19.         }

20.         public void clear() {

21.             HashMap.this.clear();

22.         }

23.     }

24. 下面是该iteartor的获取：其中主要的是看看我们获取的value的collection是如何排序的；

25. 
    

26.     private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {

27.         Entry<K,V> next;    // next entry to return

28.         int expectedModCount;   // For fast-fail

29.         int index;      // current slot

30.         Entry<K,V> current; // current entry

31. 
    

32.         HashIterator() {

33.             expectedModCount = modCount;

34.             //如果该HashMap有元素

35.             if (size > 0) { // advance to first entry

36.                 Entry[] t = table;

37.                 然后把next和index都调至该table数组的链表头中不为空的地方；

38.                 while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)

39.                     ;

40.             }

41.         }

42. 
    

43.         public final boolean hasNext() {

44.             return next != null;

45.         }

46. 
    

47.         final Entry<K,V> nextEntry() {

48.             if (modCount != expectedModCount)

49.                 throw new ConcurrentModificationException();

50.             Entry<K,V> e = next;

51.             if (e == null)

52.                 throw new NoSuchElementException();

53.             //代表这个链表遍历完成了，需要开始遍历下一个table下标的链表了

54.             if ((next = e.next) == null) {

55.                 Entry[] t = table;

56.             //找到下一个不为空的table元素

57.                 while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)

58.                     ;

59.             }

60.         current = e;

61.             return e;

62.         }

63. 
    

64.         public void remove() {

65.             if (current == null)

66.                 throw new IllegalStateException();

67.             if (modCount != expectedModCount)

68.                 throw new ConcurrentModificationException();

69.             Object k = current.key;

70.             current = null;

71.             HashMap.this.removeEntryForKey(k);

72.             expectedModCount = modCount;

73.         }

74. 
    

75.     }

76. 
    

77. 
    

78. ValueIterator ：

79. 
    

80.  private final class ValueIterator extends HashIterator<V> {

81.         public V next() {

82.             return nextEntry().value;

83.         }

84.     }

这是我们会问加入我在这个value的collection中增加元素会出现什么样的情况呢，次序会不会打乱，对不起，AbstractCollection不存在add

的，iteartor也是不允许增加元素的；

对于来说keySet来说是同理的，不过因为key是不存在一样的，所以，我们不会返回collection而返回set,避免了重复key的出现

到此，相信大家对“JDK的HashMap怎么使用”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是亿速云网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！