java数据结构-HashMap
来源：互联网 发布：矩阵防御下载破解 编辑：程序博客网 时间：2024/05/17 02:57
<a target=_blank id="viewpost1_TitleUrl" href="http://www.blogjava.net/dongbule/archive/2011/02/15/344387.html">java数据结构-HashMap</a> <div class="postText">一直以来似乎都有一个错觉，认为map跟其他的集合类一样继承自Collection，其实不然，Map和Collection在结构层次上是没有任何关系的，通过查看源码可以发现map所有操作都是基于key-value对，而不是单独的元素。 下面以HashMap为例子，深入对Map的实现机制进行了解，在这个过程中，请打开jdk源码。<strong>Hash算法</strong>HashMap使用Hash算法，所以在解剖HashMap之间，需要先简单的了解Hash算法，Hash算法一般也成为散列算法，通过散列算法将任意的值转化成固定的长度输出，该输出就是散列值，这是一种压缩映射，也就是，散列值的空间远远小于输入的值空间。 简单的说，hash算法的意义在于提供了一种快速存取数据的方法,它用一种算法建立键值与真实值之间的对应关系,(每一个真实值只能有一个键值,但是一个键值可以对应多个真实值),这样可以快速在数组等里面存取数据。 下面我们建立一个HashMap,然后往里面放入12对key-value，这个HashMap的默认数组长度为16，我们的key分别存放在该数组的格子中，每个格子下面存放的元素又是以链表的方式存放元素。<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!-- <span style="color: rgb(0, 0, 255);">public<span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> main(String[] args) { Map map </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> HashMap(); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">What</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">You</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Don't</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Know</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">About</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Geo</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">APIs</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Can't</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Hurt</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">you</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">google</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">map</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); map.put(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">hello</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">chenyz</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); }</span>当我们新添加一个元素时，首先我们通过Hash算法计算出这个元素的Hash值的hashcode，通过这个hashcode的值，我们就可以计算出这个新元素应该存放在这个hash表的哪个格子里面，如果这个格子中已经存在元素，那么就把新的元素加入到已经存在格子元素的链表中。 运行上面的程序，我们对HashMap源码进行一点修改，打印出每个key对象的hash值What-->hash值：8 You-->hash值：3 Don't-->hash值：7 Know-->hash值：13 About-->hash值：11 Geo-->hash值：12 APIs-->hash值：1 Can't-->hash值：7 Hurt-->hash值：1 you-->hash值：10 google-->hash值：3 map-->hash值：8 hello-->hash值：0计算出来的Hash值分别代表该key应该存放在Hash表中对应数字的格子中，如果该格子已经有元素存在，那么该key就以链表的方式依次放入格子中<img width="616" height="193" alt="" src="http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/dongbule/jar/hashmap1.png" /> 从上表可以看出，Hash表是线性表和链表的综合所得，根据数据结构的定义，可以得出粗劣的结论，Hash算法的存取速度要比数组差一些，但是比起单纯的链表，在查找和存取方面却要好多。 如果要查找一个元素时，同样的方式，通过Hash函数计算出这个元素的Hash值hashcode，然后通过这个hashcode值，直接找到跟这个hash值相对应的线性格子，进如该格子后，对这个格子存放的链表元素逐个进行比较，直到找到对应的hash值。 在简单了解完Hash算法后，我们打开HashMap源码<strong>初始化HashMap</strong>下面我们看看Map map = new HashMap();这段代码究竟做了什么，发生了什么数据结构的变化。HashMap中几个重要的属性transient Entry[] table;用来保存key-value的对象Entry数组，也就是Hash表transient int size;返回HashMap的键值对个数final float loadFactor;负载因子，用来决定Entry数组是否扩容的因子，HashMap默认是0.75f int threshold;重构因子，(capacity * load factor)负载因子与Entry[]数组容积的乘值<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/--><span style="color: rgb(0, 0, 255);">public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">class</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> HashMap</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">extends</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> AbstractMap</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">implements</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Map</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">, Cloneable, Serializable { </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> threshold; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">final</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">float</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">transient</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry[] table; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">final</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">float</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> DEFAULT_LOAD_FACTOR </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">0.75f</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">final</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> DEFAULT_INITIAL_CAPACITY </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">16</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> HashMap(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> initialCapacity, </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">float</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor) { </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (initialCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">0</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">throw</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> IllegalArgumentException(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Illegal initial capacity: </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">+</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> initialCapacity); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (initialCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> MAXIMUM_CAPACITY; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (loadFactor </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">0</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">||</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Float.isNaN(loadFactor)) </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">throw</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> IllegalArgumentException(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">Illegal load factor: </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">+</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor); </span><span style="color: rgb(0, 128, 0);">//</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);"> Find a power of 2 >= initialCapacity</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);"></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> capacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">1</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">while</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (capacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> initialCapacity) capacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><<=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">1</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">this</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">.loadFactor </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor; threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)(capacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor); table </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry[capacity]; init(); }</span></div>以public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)构造函数为例，另外两个构造函数实际上也是以同种方式来构建HashMap.首先是要确定hashMap的初始化的长度，这里使用的策略是循环查出一个大于initialCapacity的2的次方的数，例如initialCapacity的值是10，那么大于10的数是2的4次方，也就是16，capacity的值被赋予了16，那么实际上table数组的长度是16，之所以采用这样的策略来构建Hash表的长度，是因为2的次方运算对于计算机来说是有相当的效率。loadFactor，被称为负载因子，HashMap的默认负载因子是0.75f threshold，接下来是重构因子，由负载因子和容量的乘机组成，它表示当HashMap元素被存放了多少个之后，需要对HashMap进行重构。 通过这一系列的计算和定义后，初始化Entry[] table;<strong>put(key,value)</strong>接下来看一对key-value是如何被存放到HashMap中：put(key,value)<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/--><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> V put(K key, V value) { </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (key </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> putForNullKey(value); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash(key.hashCode()); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> i </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> indexFor(hash, table.length); System.out.println(key</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">+</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">-->hash值：</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">"</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">+</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">i);</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);">//</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);">这就是刚才程序打印出来的key对应hash值</span><span style="color: rgb(0, 128, 0);"></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">for</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table[i]; e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.next) { Object k; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e.hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">&&</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> ((k </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.key) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> key </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">||</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> key.equals(k))) { V oldValue </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.value; e.value </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> value; e.recordAccess(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">this</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldValue; } } modCount</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; addEntry(hash, key, value, i); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; } </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> h) { h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">^=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>>></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">20</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">^</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>>></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">12</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">^</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>>></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">7</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">^</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>>></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">4</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); } </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">static</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> indexFor(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> h, </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> length) { </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> h </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">&</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (length</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">-</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">1</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); }</span></div>这里是整个hash的关键，请打开源码查看一步一步查看。<u>hash(key.hashCode())</u> 计算出key的hash码 //对于hash()的算法，这里有一篇分析很透彻的文章<<a target=_blank href="http://www.javaeye.com/topic/709945"></a><a target=_blank href="http://www.javaeye.com/topic/709945"></a><a target=_blank href="http://www.javaeye.com/topic/709945">HashMap hash方法分析</a>><u>indexFor(hash, table.length)</u> 通过一个与算法计算出来，该key应在存放在Hash表的哪个格子中。<u>for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next)</u> 然后再遍历table[i]格中的链表，判断是否已经存在一样的key，如果存在一样的key值，那么就用新的value覆盖旧的value，并把旧的value值返回。<u>addEntry(hash, key, value, i)</u> 如果经过遍历链表没有发现同样的key，那么进行addEntry函数的操作，增加当前key到hash表中的第i个格子中的链表中<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/--><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> addEntry(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash, K key, V value, </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> bucketIndex) { Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table[bucketIndex]; table[bucketIndex] </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">(hash, key, value, e); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (size</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> threshold) resize(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">2</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table.length); }</span></div><u> Entry<K,V> e = table[bucketIndex];</u> 创建一个Entry对象来存放键值（ps:Entry对象是一个链表对象）<u>table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);</u> 将Entry对象添加到链表中<u>if (size++ >= threshold) resize(2 * table.length);</u> 最后将size进行自增，判断size值是否大于重构因子，如果大于那么就是用resize进行扩容重构。<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/--><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> resize(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newCapacity) { Entry[] oldTable </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldTable.length; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (oldCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> MAXIMUM_CAPACITY) { threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Integer.MAX_VALUE; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; } Entry[] newTable </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry[newCapacity]; transfer(newTable); table </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newTable; threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)(newCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor); }</span></div>这里为什么是否需要扩容重构，其实是涉及到负载因子的性能问题<strong>loadFactor负载因子</strong> 上面说过loadFactor是一个hashMap的决定性属性，HashSet和HashMap的默认负载因子都是0.75，它表示，如果哈希表的容量超过3/4时，将自动成倍的增加哈希表的容量，这个值是权衡了时间和空间的成本，如果负载因子较高，虽然会减少对内存空间的需求，但也会增加查找数据的时间开销，无论是put()和get()都涉及到对数据进行查找的动作，所以负载因子是不适宜设置过高<img width="496" height="250" alt="" src="http://www.blogjava.net/images/blogjava_net/dongbule/jar/hashmap2.png" /><strong>get(key)</strong>接下来看看get(key)做了什么<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/--><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> V get(Object key) { </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (key </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> getForNullKey(); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash(key.hashCode()); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">for</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table[indexFor(hash, table.length)]; e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.next) { Object k; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e.hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> hash </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">&&</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> ((k </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.key) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> key </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">||</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> key.equals(k))) </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.value; } </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; }</span></div>这些动作似乎是跟put(key，value)相识，通过hash算法获取key的hash码，再通过indexFor定位出该key存在于table的哪一个下表，获取该下标然后对下标中的链表进行遍历比对，如果有符合就直接返回该key的value值。<strong>keySet()</strong>这里还涉及另一个问题，上面说了HashMap是跟set没有任何亲属关系，但map也一样实现了keySet接口，下面谱析一下keySet在hashMap中是如何实现的，这里给出部分代码，请结合源码查看<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/--><span style="color: rgb(0, 0, 255);"> public</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> K next() { </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> nextEntry().getKey(); } </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">final</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> nextEntry() { </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (modCount </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> expectedModCount) </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">throw</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> ConcurrentModificationException(); Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> next; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">throw</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> NoSuchElementException(); </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> ((next </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.next) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) { Entry[] t </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">while</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (index </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> t.length </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">&&</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (next </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> t[index</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">]) </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) ; } current </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e; }</span></div>代码很简单，就是对每个格子里面的链表进行遍历，也正是这个原因，当我们依次将key值put进hashMap中，但在使用map.entrySet().iterator()进行遍历时候却不是put时候的顺序。<strong>扩容</strong> 在前面说到put函数的时候，已经提过了扩容的问题<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/--><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (size</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">>=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> threshold) resize(</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">2</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table.length);</span></div>这里一个是否扩容的判断，当数据达到了threshold所谓的重构因子，而不是HashMap的最大容量，就进行扩容。<div style="padding: 4px 5px 4px 4px; border: 1px solid rgb(204, 204, 204); width: 98%; font-size: 13px; background-color: rgb(238, 238, 238);"><!--Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/--><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> resize(</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newCapacity) { Entry[] oldTable </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> oldTable.length; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (oldCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">==</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> MAXIMUM_CAPACITY) { threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Integer.MAX_VALUE; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">return</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; } Entry[] newTable </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">new</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> Entry[newCapacity]; transfer(newTable); table </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newTable; threshold </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">)(newCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">*</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> loadFactor); } </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">void</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> transfer(Entry[] newTable) { Entry[] src </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> table; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newCapacity </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newTable.length; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">for</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (</span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> j </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">0</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; j </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> src.length; j</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">++</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) { Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> src[j]; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">if</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">) { src[j] </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">do</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> { Entry</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"><</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">K,V</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">></span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> next </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e.next; </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">int</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> i </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> indexFor(e.hash, newCapacity); e.next </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> newTable[i]; newTable[i] </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> e; e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> next; } </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">while</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> (e </span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">!=</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span><span style="color: rgb(0, 0, 255);">null</span><span style="color: rgb(0, 0, 0);">); } } }</span></div> transfer方法实际上是将所有的元素重新进行一些hash，这是因为容量变化了，每个元素相对应的hash值也会不一样。<strong>使用HashMap</strong> 1.不要再高并发中使用HashMap，HashMap是线程不安全，如果被多个线程共享之后，将可能发生不可预知的问题。2.如果数据大小事固定的，最好在初始化的时候就给HashMap一个合理的容量值，如果使用new HashMap()默认构造函数，重构因子的值是16*0.75=12，当HashMap的容量超过了12后，就会进行一系列的扩容运算，重建一个原来成倍的数组，并且对原来存在的元素进行重新的hash运算，如果你的数据是有成千上万的，那么你的成千上万的数据也要跟这你的扩容不断的hash，这将产生高额的内存和cpu的大量开销。 当然啦，HashMap的函数还有很多，不过都是基于table的链表进行操作，当然也就是hash算法，Map & hashMap在平时我们的应用非常多，最重要的是我们要对每句代码中每块数据结构变化心中有数。 上面主要是参考了jdk源码，数据结构和一些相关资料本着好记性不如烂博客的精神记录下来，希望朋友们如果发觉哪里不对请指出来，虚心请教</div></div> 0 0
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