Java集合類別Hashmap的詳細介紹（程式碼範例）

這篇文章帶給大家的內容是關於Java集合類別Hashmap的詳細介紹（程式碼範例），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有所幫助。

一.HashMap 簡介

HashMap在程式設計師的開發過程中是一個十分常用的集合類別,它是一個以鍵值對形式存在的集合類別,

在開發中我們可以利用的它的一個key存在即替換的特性,實現一個更新的去重的操作。

在另一個方便我們可以利用map跟fastJson快速組成我們所需的json資料格式。

在jdk1.8之前,HashMap是以數組鍊錶的形式存在,put進來的key的hashCode進過擾動函數計算後得到hash值,然後該值通過(n-1)&hash計算後的到對應的位置(n代表的是數組長度),

如果發生了hash衝突,則先判斷該key是否存在,如果存在那麼就覆蓋,否則以“拉鍊法”解決衝突,便組成了鍊錶。

但在jdk1.8之後,HashMap就發生了改變,如果當前鍊錶的長度大於閾值（預設是8）那麼該鍊錶就轉換成紅黑樹,加快了搜尋速度。

二.HashMap屬性

//HashMap預設的初始容量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;##;預設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

   statet int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

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

// 桶中結構轉換為紅黑樹對應的table的最小大小
   static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

// 儲存元素的數組，總是2的冪次倍數
   transient Nodek,v> ;[] table;

// 存放特定元素的集合
   transient Set> entrySet;

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

// 每次擴容與改變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，並不一定會觸發擴容機制，但是會很可能就觸發擴容機制，只要有一個新建的Entry出現哈希衝突，則立刻resize）    int threshold;// 填充因子 當Size>=threshold的時候，那麼就要考慮對陣列的擴增了，也就是說，這的意思就是 衡量陣列是否需要擴增的一個標準
   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這個程式碼是:

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;
    }

>>>是無視符號位元的位元右移動符號  |= 是左右兩個數進行&運算

這個方法會把你傳進來的初始化容量變成一個是2的平方次方的數所以這裡就固定死了HashMap的容量必須是2的平方次方

#至於為什麼是2的平方次方的數原因如下：

1.put方法原始碼:

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  這句話   (n - 1) & hash是計算到一個位置,如果這個tab中的位置是空的那麼直接做插入操作。

舉個欄位   假設有16個位置    有4位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

此时我们分配位置的时候可以采用 1%16 = 1；2%16=2；3%16 = 3；4%16=4；给他们分配位置,但是考虑到性能问题。由于%操作比&慢10倍左右，因此采用&运算会提高性能。

通过限制length是一个2的幂数， (n - 1) & hash和hash%n结果是一致的。这就是为什么要限制容量必须是一个2的幂的原因。

比如2的hashCode是2 那么它对应的二进制是 （0000 0010）

假设n=16

那么n-1=15对应的二进制是 1111 1111 & 0000 0010 = 1111 1111 = 0010 = 2

2%16=2

得到(n - 1) & hash和hash%n结果是一致的,考虑到性能所以每次的扩容都是以2的幂次方扩容。

四.HashMap的简单应用

public  static void mapMethod() {
		HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
		map.put("zhangsan", 11);
		map.put("lisi", 11);
		//重复key会覆盖
		map.put("zhangsan", 22);
		//便利
		for(String key:map.keySet()) {
			//根据key获取value
			System.out.println(key+"=======value:"+map.get(key));
		}
		//containsKey方法判断当前map是否包含该方法
		System.out.println(map.containsKey("zhangsan"));
		//size打印map的长度
		System.out.println(map.size());
		//移除key
		map.remove("zhangsan");
		//判断是否存在value
		System.out.println(map.containsValue("22"));
	}

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