摘要:类的属性和构造函数二的初始化构造方法这是的构造函数之一,其他构造函数都引用这个构造函数进行初始化。在构造函数中不会对数组进行初始化,只有在等操作方法内会进行判断是否要初始化或扩容。其作用是保证的效率。
引言
HashMap在键值对存储中被经常使用,那么它到底是如何实现键值存储的呢?
一 EntryEntry是Map接口中的一个内部接口,它是实现键值对存储关键。在HashMap中,有Entry的实现类,叫做Entry。Entry类很简单,里面包含key,value,由外部引入的hash,还有指向下一个Entry对象的引用,和数据结构中学的链表中的note节点很类似。
Entry类的属性和构造函数:
final K key; V value; Entry二 HashMap的初始化next; int hash; /** * Creates new entry. */ Entry(int h, K k, V v, Entry n) { value = v; next = n; key = k; hash = h; }
//HashMap构造方法 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor); this.loadFactor = loadFactor; threshold = initialCapacity; init(); }
这是HashMap的构造函数之一,其他构造函数都引用这个构造函数进行初始化。参数InitialCapacity指的是HashMap中table数组最初的大小,参数loadFactory指的是HashMap可容纳键值对与数组长度的比值(举个例子:数组长度默认值为16,loadFactory默认值为0.75,如果HashMap中存储的键值对即Entry多于12,则会进行扩容,扩容后大小为当前数组长度的2倍)。在构造函数中不会对数组进行初始化,只有在put等操作方法内会进行判断是否要初始化或扩容。
三 table数组在HashMap中有一个概念叫做threshold(实际可容纳量),实际可容纳量指的是在HashMap中允许存在最多的Entry的个数,它是由HashMap中内置的数组table的长度*load factory(负载因子)得来。其作用是保证HashMap的效率。
table数组是HashMap实现键值对存储的又一关键,具体键值对是怎么存的呢?请看下图
如图中的[key,value]就是Entry对象来实现的,而table数组是用来存放Entry对象的。
//数组的初始化: private static int roundUpToPowerOf2(int number) { return number >= MAXIMUM_CAPACITY ? MAXIMUM_CAPACITY : (number > 1) ? Integer.highestOneBit((number - 1) << 1) : 1; } private void inflateTable(int toSize) { // Find a power of 2 >= toSize int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize); threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); table = new Entry[capacity]; initHashSeedAsNeeded(capacity); }
在put等方法中发现数组未进行初始化时会调用InflateTable方法进行初始化,输入参数为初始设置的InitialCapacity,实际上他会调用roundUpToPowerOf2方法返回一个比初始容量大的最小的2的幂数(其中一个原因是在得到Entry所在数组位置时方便)。
四 put方法public V put(K key, V value) { if (table == EMPTY_TABLE) { inflateTable(threshold); } if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entrye = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(hash, key, value, i); return null; } private V putForNullKey(V value) { for (Entry 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; } void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) { resize(2 * table.length); hash = (null != key) ? hash(key) : 0; bucketIndex = indexFor(hash, table.length); } createEntry(hash, key, value, bucketIndex); } void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { Entry e = table[bucketIndex]; table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e); size++; }
在put方法中
首先会判断数组是否为空,如果为空会对数组进行初始化。
接下来判断key是否为null,如果为null就采用第二个方法对键值对进行put。
接下来对key进行hash得到一个数值,再对这个数值进行处理(IndexFor方法)得到所在数组中的位置。
接下来会遍历所在数组位置的链表,如果key的hash和传入key的hash相同且(key内存地址相等 或 equals方法相等),则意味着会更新在链表中的value值,并返回旧的value值。
如果上边的方法都没有奏效,则会调用第三个方法,创建一个新的Entry对象。
在putForNullKey方法中,我们看到它是为了NULL值专门设置的,NULL值的hash始终为0,所以key为NULL的Entry对象肯定在数组的第0个位置。同样,如果找到则更新,没有找到则添加。
调用addEntry方法意味着要往这个数组链表中添加一个Entry,所以会在最开始判断已经存在的Entry数量是否超过了实际可容纳量。如果超过了,则会调用resize方法将数组扩大两倍,注意在扩大之后会对已经存入的Entry进行重排,原因是当初存入时IndexFor方法与数组长度有关系。接着会调用第四个方法。
createEntry方法很简单,就是将原本在数组中存放的链表头置入到新的Entry之后,将新的Entry放入数组中。从这里我们可以看出HashMap不保证顺序问题。
get方法和contains方法原理和put方法一致,即先通过对key的hash得到其value值所在的链表头在数组中的位置,再通过equals方法判断value是否存在。
五 其他//hash方法 final int hash(Object k) { int h = hashSeed; if (0 != h && k instanceof String) { return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k); } h ^= k.hashCode(); // This function ensures that hashCodes that differ only by // constant multiples at each bit position have a bounded // number of collisions (approximately 8 at default load factor). h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); }
hash方法中最终返回值与key的hashCode方法有关。
总结最终数组初始化的容量大小会是大于等于你传入初始容量的最小2的幂数。
key为null或value为null能存入HashMap的原因是对null值会进行多带带的操作。
在table数组中的链表中每个Entry的共同点是key的hash(key.hashCode)部分相同。
注意对key的hashCode和equals方法的重写当你想让两个key映射一个对象,因为判定key相等的条件是(hashCode相等+(内存相等 或 equals相等))。
最早存入的键值对会在链表的末端。
当数组没有链表存在时,HashMap性能最好为O(1)。而最差为O(threshould)。
更多文章:http://blog.gavinzh.com
文章版权归作者所有,未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为,您可以联系管理员删除。
转载请注明本文地址:https://www.ucloud.cn/yun/64417.html
摘要:注意这里我说的是一般情况下,因为哈希算法需要兼顾性能与准确性,是有一定概率出现重复的情况的。哈希算法实际上是数学家和计算机基础科学家研究的领域。 背景 做了几年 CRUD 工程师,深感自己的计算机基础薄弱,在看了几篇大牛的分享文章之后,发现很多人都是通过刷 LeetCode 来提高自己的算法水平。的确,通过分析解决实际的问题,比自己潜心研究书本效率还是要高一些。 一直以来遇到底层自己无...
摘要:本文是作者自己对中线程的状态线程间协作相关使用的理解与总结,不对之处,望指出,共勉。当中的的数目而不是已占用的位置数大于集合番一文通版集合番一文通版垃圾回收机制讲得很透彻,深入浅出。 一小时搞明白自定义注解 Annotation(注解)就是 Java 提供了一种元程序中的元素关联任何信息和着任何元数据(metadata)的途径和方法。Annotion(注解) 是一个接口,程序可以通过...
摘要:前言本文的目的是阅读理解的源码,作为集合中重要的一个角色,平时用到十分多的一个类,深入理解它,知其所以然很重要。 前言 本文的目的是阅读理解HashMap的源码,作为集合中重要的一个角色,平时用到十分多的一个类,深入理解它,知其所以然很重要。本文基于Jdk1.7,因为Jdk1.8改变了HashMap的数据结构,进行了优化,我们先从基础阅读,之后再阅读理解Jdk1.8的内容 HashMa...
摘要:为了避免一篇文章的篇幅过长,于是一些比较大的主题就都分成几篇来讲了,这篇文章是笔者所有文章的目录,将会持续更新,以给大家一个查看系列文章的入口。 前言 大家好,笔者是今年才开始写博客的,写作的初衷主要是想记录和分享自己的学习经历。因为写作的时候发现,为了弄懂一个知识,不得不先去了解另外一些知识,这样以来,为了说明一个问题,就要把一系列知识都了解一遍,写出来的文章就特别长。 为了避免一篇...
阅读 1235·2023-04-25 23:22
阅读 1608·2023-04-25 20:04
阅读 2609·2021-11-22 15:24
阅读 2785·2021-11-11 16:54
阅读 1850·2019-08-30 14:03
阅读 1459·2019-08-29 16:35
阅读 1630·2019-08-26 10:29
阅读 2599·2019-08-23 18:01