Java之 Hashtable

Hashtable是Java中鍵值對數據結構的實現。您可使用「鍵」存儲和檢索「值」，它是存儲值的標識符。顯然「關鍵」應該是獨一無二的。

java.util.Hashtable擴展Dictionary並實現Map。具備非空值的對象能夠用做鍵或值。Hashtable的密鑰必須實現hashcode（）和equals（）方法。在這篇文章的最後，你會發現這個條件背後的緣由。

一般，使用空構造函數 Hashtable（）建立Java中的Hashtable。這是一個糟糕的決定，並且常常重複的錯誤。Hashtable有兩個其餘構造函數

Hashtable（int initialCapacity）（int initialCapacity ）

和

Hashtable（int initialCapacity，float loadFactor）（int initialCapacity ，float loadFactor ）

。初始容量是在Hashtable實例化時建立的桶數。桶的邏輯空間存儲的哈希表。

哈希和哈希表

在查看java的Hashtable以前，你應該明白通常的哈希。假設v是要存儲的值，k是用於存儲/檢索的密鑰，則h是在表的h（k）處存儲v的哈希函數。要獲取值計算h（k），以便您能夠直接獲取v的位置。所以，在鍵值對錶中，您不須要順序掃描鍵以識別值。

h（k）是散列函數，它用於找到存儲對應值的位置v。h（k）不能計算到不肯定空間。分配給Hashtable的存儲在程序中受到限制。所以，散列函數h（k）應該返回該分配頻譜（邏輯地址空間）內的一個數字。

在Java中進行散列

Java的散列使用從鍵和值對象使用hashCode（）方法進行計算。如下是來自Hashtable的核心代碼，其中計算了hashCode'h'。你能夠看到key和value的hashCode（）方法被調用。

h += e.key.hashCode() ^ e.value.hashCode();
  += e.key.hashCode() ^ e.value.hashCode();

 

最好在您的自定義對象中使用hashCode（）方法。String具備本身的hashCode方法，它計算hashcode值以下：

s[0]*31^(n-1) 
    + s[1]*31^(n-2) 
    + ... 
    + s[n-1][0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) 
　　+ ... 
    + s[n-1]   

 

若是沒有hashCode（）方法，那麼它是從Object類派生的。如下是來自Object類的hashCode（）方法的javadoc註釋：

返回對象的哈希碼值。支持這種方法是爲了哈希表的好處，如java.util.Hashtable提供的那些。

若是要編寫一個自定義的hashCode（），那麼請遵循如下合同：

hashCode的通常契約是：不管什麼時候在執行Java應用程序時屢次在同一對象上調用該對象，hashCode方法必須始終返回相同的整數，前提是在對象上的equals比較中沒有使用任何信息被修改。

如下是提升Hashtable的性能。

若是兩個對象根據equals（Object）方法相等，那麼在兩個對象中的每一個對象上調用hashCode方法必須產生相同的整數結果。

hashCode（）經過使用對象的內部地址來保證不一樣的整數。

碰撞在Hashtable

當咱們嘗試在分配的地址範圍限制範圍內限制散列函數的輸出時，有可能發生衝突。對於兩個不一樣的鍵k1和k2，若是咱們有h（k1）= h（k2），那麼這就是哈希表中的碰撞。這是什麼意思，咱們的散列函數指示咱們在同一位置存儲兩個不一樣的值（鍵也不一樣）。

當碰撞時，有多種方法能夠解決它。命名幾個哈希表衝突解決技術，「單獨連接」，「開放尋址」，「羅賓蓋哈希」，「布穀鳥哈希」等。Java的哈希表使用「分離連接」來在Hashtable中進行衝突解決。

在Java的Hashtable中的碰撞解決方案

Java使用單獨的連接進行衝突解決。回想一下，Hashtable將元素存儲在存儲桶中。在單獨連接中，每一個桶將存儲對鏈表的引用。如今假設你已經存儲了一個元素在桶1中。這意味着，在第1桶中，您將有一個鏈表的引用，在該鏈表中，您將有兩個單元格。在這兩個單元格中，您將具備鍵及其相應的值。

爲何要存儲密鑰？由於當有衝突時，即當兩個鍵產生相同的哈希碼並指向相同的存儲桶（假設存儲桶1）時，您也要將第二個元素存儲在同一個存儲桶中。將此第二個元素添加到已建立的連接列表做爲相鄰元素。

如今，當您檢索到一個值時，它將計算哈希碼並將其引導到具備兩個元素的存儲桶。您能夠順序掃描這兩個元素，並使用它們的equals（）方法比較鍵。當關鍵數學你獲得相應的值。但願你有理由背後的條件，你的對象必須有hashCode（）和equals（）方法。

Java在Hashtable中有一個私有靜態類Entry。它是一個列表的實現，你能夠看到，它存儲的關鍵和價值。

哈希表演

要從您的Java Hashtable得到更好的性能，您須要
使用initialCapacity和loadFactor參數
2）
在實例化Hashtable時明智地使用它們。

initialCapacitiy是在Hashtable實例化時建立的桶數。桶的數量和碰撞的機率是相反的。若是您須要更多的桶數，則碰撞的可能性較小。

例如，若是要存儲10個元素，而且若是要將initialCapacity設置爲100，那麼您將擁有100個桶。您將計算hashCoe（）只有10次，頻譜爲100個桶。碰撞的可能性很是少。

可是，若是要將Hashtable的initialCapacity提供爲10，則碰撞的可能性很是大。loadFactor決定什麼時候自動增長Hashtable的大小。initialCapacity的默認大小爲11，loadFactor爲.75若是Hashtable的大小爲3/4，則Hashtable的大小將增長。

Java Hashtable中的新容量計算以下：

	int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1;int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1 ;

若是您提供較小的容量和加載因子，而且一般會執行rehash（），這會致使性能問題。所以，爲了在Java中實現Hashtable的高效性能，在實例化時，將initialCapacity做爲您須要的25％，loadFactor爲0.75。