Java 集合類Hashmap

一.HashMap 簡介

HashMap在程序員的開發過程當中是一個十分經常使用的集合類,它是一個以鍵值對形式存在的集合類,

在開發中咱們能夠利用的它的一個key存在即替換的特性,實現一個更新的去重的操做。

在另外一個方便咱們能夠利用map跟fastJson快速組成咱們所需的json數據格式。

在jdk1.8以前,HashMap是以數組+鏈表的形式存在,put進來的key的hashCode進過擾動函數計算後獲得hash值,而後該值經過(n-1)&hash計算後的到相應的位置(n表明的是數組長度),

若是發生了hash衝突,則先判斷該key是否存在,若是存在那麼就覆蓋,不然以「拉鍊法」解決衝突,便組成了鏈表。

但在jdk1.8以後,HashMap就發生了改變,若是當前鏈表的長度大於閾值（默認是8）那麼該鏈表就轉換成紅黑樹,加快了搜索速度。

 

二.HashMap屬性

//HashMap的默認初始容量 2^4=16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

//HashMap的最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

//默認的裝載因子當數組長度
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

// 當桶(bucket)上的結點數大於這個值時會轉成紅黑樹
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

// 當桶(bucket)上的結點數小於這個值時樹轉鏈表
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

// 桶中結構轉化爲紅黑樹對應的table的最小大小
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

// 存儲元素的數組，老是2的冪次倍
transient Node<k,v>[] table;

// 存放具體元素的集
transient Set<map.entry<k,v>> entrySet;

// 存放元素的個數，注意這個不等於數組的長度。
transient int size;

// 每次擴容和更改map結構的計數器
transient int modCount;

// 臨界值 當實際大小(容量*填充因子)超過臨界值時，會進行擴容（*當size大於等於threshold的時候，並不必定會觸發擴容機制，可是會極可能就觸發擴容機制，只要有一個新建的Entry出現哈希衝突，則馬上resize）
int threshold;

// 填充因子 當Size>=threshold的時候，那麼就要考慮對數組的擴增了，也就是說，這個的意思就是 衡量數組是否須要擴增的一個標準
final float loadFactor;

三.HashMap的擴容機制

 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;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

 其中tableSizeFor這個代碼是:

static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
    }

>>>是一個無視符號位的位右移動符號  |= 是左右兩個數進行&操做

這個方法會把你傳進來的初始化容量變成一個是2的平方次冪的數 因此這裏就固定死了HashMap的容量必須是2的平方次冪

至於爲何是2的平方次冪的數緣由以下：

1.put方法源碼:

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

看到其中 p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null  這一句   (n - 1) & hash是計算到一個位置,若是這個tab中的位置是空的那麼直接作插入操做。

舉個列子   假設有16個位置    有4個學生都有各自的學號

名稱	學號
張三	1
李四	2
王五	3
老李	4

 

 

 

 

此時咱們分配位置的時候能夠採用  1%16 = 1；2%16=2；3%16 = 3；4%16=4；給他們分配位置,可是考慮到性能問題。因爲%操做比&慢10倍左右，所以採用&運算會提升性能。

經過限制length是一個2的冪數， (n - 1) & hash和hash%n結果是一致的。這就是爲何要限制容量必須是一個2的冪的緣由。

好比2的hashCode是2   那麼它對應的二進制是 （0000 0010）

假設n=16

那麼n-1=15對應的二進制是  1111 1111 & 0000 0010 = 1111 1111 = 0010 = 2

2%16=2

獲得(n - 1) & hash和hash%n結果是一致的,考慮到性能因此每次的擴容都是以2的冪次方擴容。

四.HashMap的簡單應用

public  static void mapMethod() {
		HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
		map.put("zhangsan", 11);
		map.put("lisi", 11);
		//重複key會覆蓋
		map.put("zhangsan", 22);
		//便利
		for(String key:map.keySet()) {
			//根據key獲取value
			System.out.println(key+"=======value:"+map.get(key));
		}
		//containsKey方法判斷當前map是否包含該方法
		System.out.println(map.containsKey("zhangsan"));
		//size打印map的長度
		System.out.println(map.size());
		//移除key
		map.remove("zhangsan");
		//判斷是否存在value
		System.out.println(map.containsValue("22"));
	}

五.總結

以上是我結合工做跟一些blog的心得寫的,若是有紕漏麻煩指出. *程序員要多運動啊....減肥去了