Java基礎(chǔ)學(xué)習(xí)：hashmap定義

    一、HashMap基礎(chǔ)

    基本定義:根據(jù)源代碼的描述可知，HashMap是基于哈希表的Map接口的實(shí)現(xiàn)，其包含了Map接口的所有映射操作，并且允許使用null鍵和null值。

    與HashTable的區(qū)別:HashMap可以近似地看成是HashTable,但是它是非線程安全的，并且允許使用null鍵和null值，而這些都與HashTable恰巧相反。

    注:HashMap可以使用ConcurrentHashMap代替，ConcurrentHashMap是一個(gè)線程安全，更加快速的HashMap。

    存儲(chǔ)結(jié)構(gòu):HashMap的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)其實(shí)就是哈希表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(由數(shù)組與鏈表結(jié)合組成，稱為鏈表的數(shù)組)。如下圖所示:

    transientNode[]table;

    staticclassNodeimplementsMap.Entry{

    finalinthash;

    finalKkey;

    Vvalue;

    Nodenext;

    ...

    }

    HashMap的主干是一個(gè)Entry數(shù)組。Entry是HashMap的基本組成單元，每一個(gè)Entry包含一個(gè)key-value鍵值對(duì)。

    如上圖所示，HashMap中元素存儲(chǔ)的形式是鍵-值對(duì)(key-value對(duì),即Entry對(duì))，所有具有相同hashcode值的鍵(key)所對(duì)應(yīng)的entry對(duì)會(huì)被鏈接起來組成一條鏈表，而數(shù)組的作用則是存儲(chǔ)鏈表中第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址值。

    二、影響HashMap性能的因素

    在HashMap中，還存在著兩個(gè)概念，桶(buckets)和加載因子(loadfactor)。

    桶(buckets):上圖中的標(biāo)有0、1、2、3、….、11所對(duì)應(yīng)的數(shù)組空間就是一個(gè)個(gè)桶。

    加載因子(loadfactor):是哈希表在其容量自動(dòng)增加之前可以達(dá)到多滿的一種尺度，默認(rèn)值是0.75。

    根據(jù)源代碼中所述，影響HashMap性能有兩個(gè)因素:哈希表中的初始化容量(桶的數(shù)量)和加載因子。當(dāng)哈希表中條目數(shù)超過了當(dāng)前容量與加載因子的乘積時(shí)，哈希表將會(huì)作出自我調(diào)整，將容量擴(kuò)充為原來的兩倍，并且重新將原有的元素重新映射到表中，這一過程成為rehash?？吹竭@里，相必大家會(huì)發(fā)現(xiàn)rehash操作是會(huì)造成時(shí)間與空間的開銷的，因此為什么初始化容量與加載因子會(huì)影響HashMap的性能也就可以理解了。

    三、put/get方法實(shí)現(xiàn)原理

    put操作:HashMap在進(jìn)行put操作的時(shí)候，會(huì)首先調(diào)用Key值中的hashCode()方法，用于獲取對(duì)應(yīng)的bucket的下標(biāo)值以便存放數(shù)據(jù)。

    HashMap通過key值的hashCode獲得了對(duì)應(yīng)的bucket存儲(chǔ)空間的下標(biāo)，然后進(jìn)入bucket空間，通過鏈表遍歷的方式逐個(gè)查詢，看看鏈表中是否已經(jīng)存在了這個(gè)key的鍵-值對(duì)，如果已經(jīng)存在則用新值替換舊值，否則插入新的鍵-值對(duì)。

    看到這里，相信大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，hashCode值相同的兩個(gè)值可能是不同的兩個(gè)對(duì)象，而當(dāng)put進(jìn)去的是另一個(gè)hashCode值相等的對(duì)象時(shí)，會(huì)發(fā)生沖突，而在HashMap中解決這種沖突的方法就是將hashCode值相同的key值所對(duì)應(yīng)的key-value對(duì)串聯(lián)成一條鏈表，請(qǐng)見上面的HashMap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。

    get操作:HashMap在進(jìn)行g(shù)et操作的時(shí)候，與put方法類似，會(huì)首先調(diào)用Key值中的hashCode()方法，用于獲取對(duì)應(yīng)的bucket的下標(biāo)值，找到bucket的位置后，再通過key.equals()方法找到對(duì)應(yīng)的鍵-值對(duì)，從而獲得對(duì)應(yīng)的value值。

    總結(jié)

    HashMap是基于hashing原理對(duì)key-value對(duì)進(jìn)行存儲(chǔ)與獲取，當(dāng)使用put()方法添加key-value對(duì)時(shí)，它會(huì)首先檢查hashCode的值，并以此獲得對(duì)應(yīng)的bucket位置進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)(hashCode值相同的兩個(gè)不同key)，新的key-value對(duì)會(huì)以結(jié)點(diǎn)的形式添加到鏈表的末尾（先看看鏈表中是否已經(jīng)存在了這個(gè)key，如果已經(jīng)存在，則更新；否則就添加到鏈表的末尾）。而使用get()方法時(shí)，同樣地會(huì)根據(jù)key的hashCode值找到相應(yīng)的bucket位置，再通過key.equals()方法找到對(duì)應(yīng)的key-value對(duì)，最終成功獲取value值。

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