Java 集合系列之 HashMap详细介绍(源码解析)和使用示例

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概要

这一章，我们对HashMap进行学习。
我们先对HashMap有个整体认识，然后再学习它的源码，最后再通过实例来学会使用HashMap。内容包括：
第1部分 HashMap介绍
第2部分 HashMap数据结构
第3部分 HashMap源码解析(基于JDK1.6.0_45)
    第3.1部分 HashMap的“拉链法”相关内容
    第3.2部分 HashMap的构造函数
    第3.3部分 HashMap的主要对外接口
    第3.4部分 HashMap实现的Cloneable接口
    第3.5部分 HashMap实现的Serializable接口
第4部分 HashMap遍历方式
第5部分 HashMap示例

第1部分 HashMap介绍

HashMap简介

HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
HashMap 继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。此外，HashMap中的映射不是有序的。

HashMap 的实例有两个参数影响其性能：“初始容量” 和 “加载因子”。容量 是哈希表中桶的数量，初始容量 只是哈希表在创建时的容量。加载因子 是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时，则要对该哈希表进行 rehash 操作（即重建内部数据结构），从而哈希表将具有大约两倍的桶数。
通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查询成本（在大多数 HashMap 类的操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。在设置初始容量时应该考虑到映射中所需的条目数及其加载因子，以便最大限度地减少 rehash 操作次数。如果初始容量大于最大条目数除以加载因子，则不会发生 rehash 操作。

 

HashMap的构造函数

HashMap共有4个构造函数,如下：

// 默认构造函数。HashMap()// 指定“容量大小”的构造函数HashMap(int capacity)// 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数HashMap(int capacity, float loadFactor)// 包含“子Map”的构造函数HashMap(Map<? extends K, ? extends V> map)

 

HashMap的API

void                 clear()Object               clone()boolean              containsKey(Object key)boolean              containsValue(Object value)Set<Entry<K, V>>     entrySet()V                    get(Object key)boolean              isEmpty()Set<K>               keySet()V                    put(K key, V value)void                 putAll(Map<? extends K, ? extends V> map)V                    remove(Object key)int                  size()Collection<V>        values()

 

第2部分 HashMap数据结构

HashMap的继承关系

java.lang.Object   ↳     java.util.AbstractMap<K, V>         ↳     java.util.HashMap<K, V>public class HashMap<K,V>    extends AbstractMap<K,V>    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable { }

 

HashMap与Map关系如下图：

从图中可以看出： 
(01) HashMap继承于AbstractMap类，实现了Map接口。Map是"key-value键值对"接口，AbstractMap实现了"键值对"的通用函数接口。 
(02) HashMap是通过"拉链法"实现的哈希表。它包括几个重要的成员变量：table, size, threshold, loadFactor, modCount。
　　table是一个Entry[]数组类型，而Entry实际上就是一个单向链表。哈希表的"key-value键值对"都是存储在Entry数组中的。 
　　size是HashMap的大小，它是HashMap保存的键值对的数量。 
　　threshold是HashMap的阈值，用于判断是否需要调整HashMap的容量。threshold的值="容量*加载因子"，当HashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将HashMap的容量加倍。
　　loadFactor就是加载因子。 
　　modCount是用来实现fail-fast机制的。

 

第3部分 HashMap源码解析(基于JDK1.6.0_45)

为了更了解HashMap的原理，下面对HashMap源码代码作出分析。
在阅读源码时，建议参考后面的说明来建立对HashMap的整体认识，这样更容易理解HashMap。

  1 package java.util;  2 import java.io.*;  3   4 public class HashMap<K,V>  5     extends AbstractMap<K,V>  6     implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable  7 {  8   9     // 默认的初始容量是16，必须是2的幂。 10     static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16; 11  12     // 最大容量（必须是2的幂且小于2的30次方，传入容量过大将被这个值替换） 13     static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; 14  15     // 默认加载因子 16     static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; 17  18     // 存储数据的Entry数组，长度是2的幂。 19     // HashMap是采用拉链法实现的，每一个Entry本质上是一个单向链表 20     transient Entry[] table; 21  22     // HashMap的大小，它是HashMap保存的键值对的数量 23     transient int size; 24  25     // HashMap的阈值，用于判断是否需要调整HashMap的容量（threshold = 容量*加载因子） 26     int threshold; 27  28     // 加载因子实际大小 29     final float loadFactor; 30  31     // HashMap被改变的次数 32     transient volatile int modCount; 33  34     // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数 35     public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { 36         if (initialCapacity < 0) 37             throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + 38                                                initialCapacity); 39         // HashMap的最大容量只能是MAXIMUM_CAPACITY 40         if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) 41             initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; 42         if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) 43             throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + 44                                                loadFactor); 45  46         // 找出“大于initialCapacity”的最小的2的幂 47         int capacity = 1; 48         while (capacity < initialCapacity) 49             capacity <<= 1; 50  51         // 设置“加载因子” 52         this.loadFactor = loadFactor; 53         // 设置“HashMap阈值”，当HashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将HashMap的容量加倍。 54         threshold = (int)(capacity * loadFactor); 55         // 创建Entry数组，用来保存数据 56         table = new Entry[capacity]; 57         init(); 58     } 59  60  61     // 指定“容量大小”的构造函数 62     public HashMap(int initialCapacity) { 63         this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); 64     } 65  66     // 默认构造函数。 67     public HashMap() { 68         // 设置“加载因子” 69         this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; 70         // 设置“HashMap阈值”，当HashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将HashMap的容量加倍。 71         threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR); 72         // 创建Entry数组，用来保存数据 73         table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY]; 74         init(); 75     } 76  77     // 包含“子Map”的构造函数 78     public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { 79         this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1, 80                       DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR); 81         // 将m中的全部元素逐个添加到HashMap中 82         putAllForCreate(m); 83     } 84  85     static int hash(int h) { 86         h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); 87         return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); 88     } 89  90     // 返回索引值 91     // h & (length-1)保证返回值的小于length 92     static int indexFor(int h, int length) { 93         return h & (length-1); 94     } 95  96     public int size() { 97         return size; 98     } 99 100     public boolean isEmpty() {101         return size == 0;102     }103 104     // 获取key对应的value105     public V get(Object key) {106         if (key == null)107             return getForNullKey();108         // 获取key的hash值109         int hash = hash(key.hashCode());110         // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素111         for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];112              e != null;113              e = e.next) {114             Object k;115             if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))116                 return e.value;117         }118         return null;119     }120 121     // 获取“key为null”的元素的值122     // HashMap将“key为null”的元素存储在table[0]位置！123     private V getForNullKey() {124         for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {125             if (e.key == null)126                 return e.value;127         }128         return null;129     }130 131     // HashMap是否包含key132     public boolean containsKey(Object key) {133         return getEntry(key) != null;134     }135 136     // 返回“键为key”的键值对137     final Entry<K,V> getEntry(Object key) {138         // 获取哈希值139         // HashMap将“key为null”的元素存储在table[0]位置，“key不为null”的则调用hash()计算哈希值140         int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());141         // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素142         for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];143              e != null;144              e = e.next) {145             Object k;146             if (e.hash == hash &&147                 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))148                 return e;149         }150         return null;151     }152 153     // 将“key-value”添加到HashMap中154     public V put(K key, V value) {155         // 若“key为null”，则将该键值对添加到table[0]中。156         if (key == null)157             return putForNullKey(value);158         // 若“key不为null”，则计算该key的哈希值，然后将其添加到该哈希值对应的链表中。159         int hash = hash(key.hashCode());160         int i = indexFor(hash, table.length);161         for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {162             Object k;163             // 若“该key”对应的键值对已经存在，则用新的value取代旧的value。然后退出！164             if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {165                 V oldValue = e.value;166                 e.value = value;167                 e.recordAccess(this);168                 return oldValue;169             }170         }171 172         // 若“该key”对应的键值对不存在，则将“key-value”添加到table中173         modCount++;174         addEntry(hash, key, value, i);175         return null;176     }177 178     // putForNullKey()的作用是将“key为null”键值对添加到table[0]位置179     private V putForNullKey(V value) {180         for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {181             if (e.key == null) {182                 V oldValue = e.value;183                 e.value = value;184                 e.recordAccess(this);185                 return oldValue;186             }187         }188         // 这里的完全不会被执行到!189         modCount++;190         addEntry(0, null, value, 0);191         return null;192     }193 194     // 创建HashMap对应的“添加方法”，195     // 它和put()不同。putForCreate()是内部方法，它被构造函数等调用，用来创建HashMap196     // 而put()是对外提供的往HashMap中添加元素的方法。197     private void putForCreate(K key, V value) {198         int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());199         int i = indexFor(hash, table.length);200 201         // 若该HashMap表中存在“键值等于key”的元素，则替换该元素的value值202         for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {203             Object k;204             if (e.hash == hash &&205                 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {206                 e.value = value;207                 return;208             }209         }210 211         // 若该HashMap表中不存在“键值等于key”的元素，则将该key-value添加到HashMap中212         createEntry(hash, key, value, i);213     }214 215     // 将“m”中的全部元素都添加到HashMap中。216     // 该方法被内部的构造HashMap的方法所调用。217     private void putAllForCreate(Map<? extends K, ? extends V> m) {218         // 利用迭代器将元素逐个添加到HashMap中219         for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {220             Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();221             putForCreate(e.getKey(), e.getValue());222         }223     }224 225     // 重新调整HashMap的大小，newCapacity是调整后的单位226     void resize(int newCapacity) {227         Entry[] oldTable = table;228         int oldCapacity = oldTable.length;229         if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {230             threshold = Integer.MAX_VALUE;231             return;232         }233 234         // 新建一个HashMap，将“旧HashMap”的全部元素添加到“新HashMap”中，235         // 然后，将“新HashMap”赋值给“旧HashMap”。236         Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];237         transfer(newTable);238         table = newTable;239         threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);240     }241 242     // 将HashMap中的全部元素都添加到newTable中243     void transfer(Entry[] newTable) {244         Entry[] src = table;245         int newCapacity = newTable.length;246         for (int j = 0; j < src.length; j++) {247             Entry<K,V> e = src[j];248             if (e != null) {249                 src[j] = null;250                 do {251                     Entry<K,V> next = e.next;252                     int i = indexFor(e.hash, newCapacity);253                     e.next = newTable[i];254                     newTable[i] = e;255                     e = next;256                 } while (e != null);257             }258         }259     }260 261     // 将"m"的全部元素都添加到HashMap中262     public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {263         // 有效性判断264         int numKeysToBeAdded = m.size();265         if (numKeysToBeAdded == 0)266             return;267 268         // 计算容量是否足够，269         // 若“当前实际容量 < 需要的容量”，则将容量x2。270         if (numKeysToBeAdded > threshold) {271             int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);272             if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)273                 targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;274             int newCapacity = table.length;275             while (newCapacity < targetCapacity)276                 newCapacity <<= 1;277             if (newCapacity > table.length)278                 resize(newCapacity);279         }280 281         // 通过迭代器，将“m”中的元素逐个添加到HashMap中。282         for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {283             Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();284             put(e.getKey(), e.getValue());285         }286     }287 288     // 删除“键为key”元素289     public V remove(Object key) {290         Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);291         return (e == null ? null : e.value);292     }293 294     // 删除“键为key”的元素295     final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {296         // 获取哈希值。若key为null，则哈希值为0；否则调用hash()进行计算297         int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());298         int i = indexFor(hash, table.length);299         Entry<K,V> prev = table[i];300         Entry<K,V> e = prev;301 302         // 删除链表中“键为key”的元素303         // 本质是“删除单向链表中的节点”304         while (e != null) {305             Entry<K,V> next = e.next;306             Object k;307             if (e.hash == hash &&308                 ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {309                 modCount++;310                 size--;311                 if (prev == e)312                     table[i] = next;313                 else314                     prev.next = next;315                 e.recordRemoval(this);316                 return e;317             }318             prev = e;319             e = next;320         }321 322         return e;323     }324 325     // 删除“键值对”326     final Entry<K,V> removeMapping(Object o) {327         if (!(o instanceof Map.Entry))328             return null;329 330         Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;331         Object key = entry.getKey();332         int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());333         int i = indexFor(hash, table.length);334         Entry<K,V> prev = table[i];335         Entry<K,V> e = prev;336 337         // 删除链表中的“键值对e”338         // 本质是“删除单向链表中的节点”339         while (e != null) {340             Entry<K,V> next = e.next;341             if (e.hash == hash && e.equals(entry)) {342                 modCount++;343                 size--;344                 if (prev == e)345                     table[i] = next;346                 else347                     prev.next = next;348                 e.recordRemoval(this);349                 return e;350             }351             prev = e;352             e = next;353         }354 355         return e;356     }357 358     // 清空HashMap，将所有的元素设为null359     public void clear() {360         modCount++;361         Entry[] tab = table;362         for (int i = 0; i < tab.length; i++)363             tab[i] = null;364         size = 0;365     }366 367     // 是否包含“值为value”的元素368     public boolean containsValue(Object value) {369     // 若“value为null”，则调用containsNullValue()查找370     if (value == null)371             return containsNullValue();372 373     // 若“value不为null”，则查找HashMap中是否有值为value的节点。374     Entry[] tab = table;375         for (int i = 0; i < tab.length ; i++)376             for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)377                 if (value.equals(e.value))378                     return true;379     return false;380     }381 382     // 是否包含null值383     private boolean containsNullValue() {384     Entry[] tab = table;385         for (int i = 0; i < tab.length ; i++)386             for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)387                 if (e.value == null)388                     return true;389     return false;390     }391 392     // 克隆一个HashMap，并返回Object对象393     public Object clone() {394         HashMap<K,V> result = null;395         try {396             result = (HashMap<K,V>)super.clone();397         } catch (CloneNotSupportedException e) {398             // assert false;399         }400         result.table = new Entry[table.length];401         result.entrySet = null;402         result.modCount = 0;403         result.size = 0;404         result.init();405         // 调用putAllForCreate()将全部元素添加到HashMap中406         result.putAllForCreate(this);407 408         return result;409     }410 411     // Entry是单向链表。412     // 它是 “HashMap链式存储法”对应的链表。413     // 它实现了Map.Entry 接口，即实现getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()这些函数414     static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {415         final K key;416         V value;417         // 指向下一个节点418         Entry<K,V> next;419         final int hash;420 421         // 构造函数。422         // 输入参数包括"哈希值(h)", "键(k)", "值(v)", "下一节点(n)"423         Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {424             value = v;425             next = n;426             key = k;427             hash = h;428         }429 430         public final K getKey() {431             return key;432         }433 434         public final V getValue() {435             return value;436         }437 438         public final V setValue(V newValue) {439             V oldValue = value;440             value = newValue;441             return oldValue;442         }443 444         // 判断两个Entry是否相等445         // 若两个Entry的“key”和“value”都相等，则返回true。446         // 否则，返回false447         public final boolean equals(Object o) {448             if (!(o instanceof Map.Entry))449                 return false;450             Map.Entry e = (Map.Entry)o;451             Object k1 = getKey();452             Object k2 = e.getKey();453             if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {454                 Object v1 = getValue();455                 Object v2 = e.getValue();456                 if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))457                     return true;458             }459             return false;460         }461 462         // 实现hashCode()463         public final int hashCode() {464             return (key==null   ? 0 : key.hashCode()) ^465                    (value==null ? 0 : value.hashCode());466         }467 468         public final String toString() {469             return getKey() + "=" + getValue();470         }471 472         // 当向HashMap中添加元素时，绘调用recordAccess()。473         // 这里不做任何处理474         void recordAccess(HashMap<K,V> m) {475         }476 477         // 当从HashMap中删除元素时，绘调用recordRemoval()。478         // 这里不做任何处理479         void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {480         }481     }482 483     // 新增Entry。将“key-value”插入指定位置，bucketIndex是位置索引。484     void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {485         // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中486         Entry<K,V> e = table[bucketIndex];487         // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”，488         // 设置“e”为“新Entry的下一个节点”489         table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);490         // 若HashMap的实际大小 不小于 “阈值”，则调整HashMap的大小491         if (size++ >= threshold)492             resize(2 * table.length);493     }494 495     // 创建Entry。将“key-value”插入指定位置，bucketIndex是位置索引。496     // 它和addEntry的区别是：497     // (01) addEntry()一般用在 新增Entry可能导致“HashMap的实际容量”超过“阈值”的情况下。498     //   例如，我们新建一个HashMap，然后不断通过put()向HashMap中添加元素；499     // put()是通过addEntry()新增Entry的。500     //   在这种情况下，我们不知道何时“HashMap的实际容量”会超过“阈值”；501     //   因此，需要调用addEntry()502     // (02) createEntry() 一般用在 新增Entry不会导致“HashMap的实际容量”超过“阈值”的情况下。503     //   例如，我们调用HashMap“带有Map”的构造函数，它绘将Map的全部元素添加到HashMap中；504     // 但在添加之前，我们已经计算好“HashMap的容量和阈值”。也就是，可以确定“即使将Map中505     // 的全部元素添加到HashMap中，都不会超过HashMap的阈值”。506     //   此时，调用createEntry()即可。507     void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {508         // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中509         Entry<K,V> e = table[bucketIndex];510         // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”，511         // 设置“e”为“新Entry的下一个节点”512         table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);513         size++;514     }515 516     // HashIterator是HashMap迭代器的抽象出来的父类，实现了公共了函数。517     // 它包含“key迭代器(KeyIterator)”、“Value迭代器(ValueIterator)”和“Entry迭代器(EntryIterator)”3个子类。518     private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {519         // 下一个元素520         Entry<K,V> next;521         // expectedModCount用于实现fast-fail机制。522         int expectedModCount;523         // 当前索引524         int index;525         // 当前元素526         Entry<K,V> current;527 528         HashIterator() {529             expectedModCount = modCount;530             if (size > 0) { // advance to first entry531                 Entry[] t = table;532                 // 将next指向table中第一个不为null的元素。533                 // 这里利用了index的初始值为0，从0开始依次向后遍历，直到找到不为null的元素就退出循环。534                 while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)535                     ;536             }537         }538 539         public final boolean hasNext() {540             return next != null;541         }542 543         // 获取下一个元素544         final Entry<K,V> nextEntry() {545             if (modCount != expectedModCount)546                 throw new ConcurrentModificationException();547             Entry<K,V> e = next;548             if (e == null)549                 throw new NoSuchElementException();550 551             // 注意！！！552             // 一个Entry就是一个单向链表553             // 若该Entry的下一个节点不为空，就将next指向下一个节点;554             // 否则，将next指向下一个链表(也是下一个Entry)的不为null的节点。555             if ((next = e.next) == null) {556                 Entry[] t = table;557                 while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)558                     ;559             }560             current = e;561             return e;562         }563 564         // 删除当前元素565         public void remove() {566             if (current == null)567                 throw new IllegalStateException();568             if (modCount != expectedModCount)569                 throw new ConcurrentModificationException();570             Object k = current.key;571             current = null;572             HashMap.this.removeEntryForKey(k);573             expectedModCount = modCount;574         }575 576     }577 578     // value的迭代器579     private final class ValueIterator extends HashIterator<V> {580         public V next() {581             return nextEntry().value;582         }583     }584 585     // key的迭代器586     private final class KeyIterator extends HashIterator<K> {587         public K next() {588             return nextEntry().getKey();589         }590     }591 592     // Entry的迭代器593     private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {594         public Map.Entry<K,V> next() {595             return nextEntry();596         }597     }598 599     // 返回一个“key迭代器”600     Iterator<K> newKeyIterator()   {601         return new KeyIterator();602     }603     // 返回一个“value迭代器”604     Iterator<V> newValueIterator()   {605         return new ValueIterator();606     }607     // 返回一个“entry迭代器”608     Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator()   {609         return new EntryIterator();610     }611 612     // HashMap的Entry对应的集合613     private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null;614 615     // 返回“key的集合”，实际上返回一个“KeySet对象”616     public Set<K> keySet() {617         Set<K> ks = keySet;618         return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));619     }620 621     // Key对应的集合622     // KeySet继承于AbstractSet，说明该集合中没有重复的Key。623     private final class KeySet extends AbstractSet<K> {624         public Iterator<K> iterator() {625             return newKeyIterator();626         }627         public int size() {628             return size;629         }630         public boolean contains(Object o) {631             return containsKey(o);632         }633         public boolean remove(Object o) {634             return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null;635         }636         public void clear() {637             HashMap.this.clear();638         }639     }640 641     // 返回“value集合”，实际上返回的是一个Values对象642     public Collection<V> values() {643         Collection<V> vs = values;644         return (vs != null ? vs : (values = new Values()));645     }646 647     // “value集合”648     // Values继承于AbstractCollection，不同于“KeySet继承于AbstractSet”，649     // Values中的元素能够重复。因为不同的key可以指向相同的value。650     private final class Values extends AbstractCollection<V> {651         public Iterator<V> iterator() {652             return newValueIterator();653         }654         public int size() {655             return size;656         }657         public boolean contains(Object o) {658             return containsValue(o);659         }660         public void clear() {661             HashMap.this.clear();662         }663     }664 665     // 返回“HashMap的Entry集合”666     public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {667         return entrySet0();668     }669 670     // 返回“HashMap的Entry集合”，它实际是返回一个EntrySet对象671     private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet0() {672         Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;673         return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());674     }675 676     // EntrySet对应的集合677     // EntrySet继承于AbstractSet，说明该集合中没有重复的EntrySet。678     private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {679         public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {680             return newEntryIterator();681         }682         public boolean contains(Object o) {683             if (!(o instanceof Map.Entry))684                 return false;685             Map.Entry<K,V> e = (Map.Entry<K,V>) o;686             Entry<K,V> candidate = getEntry(e.getKey());687             return candidate != null && candidate.equals(e);688         }689         public boolean remove(Object o) {690             return removeMapping(o) != null;691         }692         public int size() {693             return size;694         }695         public void clear() {696             HashMap.this.clear();697         }698     }699 700     // java.io.Serializable的写入函数701     // 将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”都写入到输出流中702     private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)703         throws IOException704     {705         Iterator<Map.Entry<K,V>> i =706             (size > 0) ? entrySet0().iterator() : null;707 708         // Write out the threshold, loadfactor, and any hidden stuff709         s.defaultWriteObject();710 711         // Write out number of buckets712         s.writeInt(table.length);713 714         // Write out size (number of Mappings)715         s.writeInt(size);716 717         // Write out keys and values (alternating)718         if (i != null) {719             while (i.hasNext()) {720             Map.Entry<K,V> e = i.next();721             s.writeObject(e.getKey());722             s.writeObject(e.getValue());723             }724         }725     }726 727 728     private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;729 730     // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出731     // 将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”依次读出732     private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)733          throws IOException, ClassNotFoundException734     {735         // Read in the threshold, loadfactor, and any hidden stuff736         s.defaultReadObject();737 738         // Read in number of buckets and allocate the bucket array;739         int numBuckets = s.readInt();740         table = new Entry[numBuckets];741 742         init();  // Give subclass a chance to do its thing.743 744         // Read in size (number of Mappings)745         int size = s.readInt();746 747         // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap748         for (int i=0; i<size; i++) {749             K key = (K) s.readObject();750             V value = (V) s.readObject();751             putForCreate(key, value);752         }753     }754 755     // 返回“HashMap总的容量”756     int   capacity()     { return table.length; }757     // 返回“HashMap的加载因子”758     float loadFactor()   { return loadFactor;   }759 }

说明:

在详细介绍HashMap的代码之前，我们需要了解：HashMap就是一个散列表，它是通过“拉链法”解决哈希冲突的。
还需要再补充说明的一点是影响HashMap性能的有两个参数：初始容量(initialCapacity) 和加载因子(loadFactor)。容量 是哈希表中桶的数量，初始容量只是哈希表在创建时的容量。加载因子 是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时，则要对该哈希表进行 rehash 操作（即重建内部数据结构），从而哈希表将具有大约两倍的桶数。

第3.1部分 HashMap的“拉链法”相关内容

3.1.1 HashMap数据存储数组

transient Entry[] table;

HashMap中的key-value都是存储在Entry数组中的。

3.1.2 数据节点Entry的数据结构

 1 static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { 2     final K key; 3     V value; 4     // 指向下一个节点 5     Entry<K,V> next; 6     final int hash; 7  8     // 构造函数。 9     // 输入参数包括"哈希值(h)", "键(k)", "值(v)", "下一节点(n)"10     Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {11         value = v;12         next = n;13         key = k;14         hash = h;15     }16 17     public final K getKey() {18         return key;19     }20 21     public final V getValue() {22         return value;23     }24 25     public final V setValue(V newValue) {26         V oldValue = value;27         value = newValue;28         return oldValue;29     }30 31     // 判断两个Entry是否相等32     // 若两个Entry的“key”和“value”都相等，则返回true。33     // 否则，返回false34     public final boolean equals(Object o) {35         if (!(o instanceof Map.Entry))36             return false;37         Map.Entry e = (Map.Entry)o;38         Object k1 = getKey();39         Object k2 = e.getKey();40         if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {41             Object v1 = getValue();42             Object v2 = e.getValue();43             if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))44                 return true;45         }46         return false;47     }48 49     // 实现hashCode()50     public final int hashCode() {51         return (key==null   ? 0 : key.hashCode()) ^52                (value==null ? 0 : value.hashCode());53     }54 55     public final String toString() {56         return getKey() + "=" + getValue();57     }58 59     // 当向HashMap中添加元素时，绘调用recordAccess()。60     // 这里不做任何处理61     void recordAccess(HashMap<K,V> m) {62     }63 64     // 当从HashMap中删除元素时，绘调用recordRemoval()。65     // 这里不做任何处理66     void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {67     }68 }

从中，我们可以看出 Entry 实际上就是一个单向链表。这也是为什么我们说HashMap是通过拉链法解决哈希冲突的。
Entry 实现了Map.Entry 接口，即实现getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()这些函数。这些都是基本的读取/修改key、value值的函数。

 

第3.2部分 HashMap的构造函数

HashMap共包括4个构造函数

 1 // 默认构造函数。 2 public HashMap() { 3     // 设置“加载因子” 4     this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; 5     // 设置“HashMap阈值”，当HashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将HashMap的容量加倍。 6     threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR); 7     // 创建Entry数组，用来保存数据 8     table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY]; 9     init();10 }11 12 // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数13 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {14     if (initialCapacity < 0)15         throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +16                                            initialCapacity);17     // HashMap的最大容量只能是MAXIMUM_CAPACITY18     if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)19         initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;20     if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))21         throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +22                                            loadFactor);23 24     // Find a power of 2 >= initialCapacity25     int capacity = 1;26     while (capacity < initialCapacity)27         capacity <<= 1;28 29     // 设置“加载因子”30     this.loadFactor = loadFactor;31     // 设置“HashMap阈值”，当HashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将HashMap的容量加倍。32     threshold = (int)(capacity * loadFactor);33     // 创建Entry数组，用来保存数据34     table = new Entry[capacity];35     init();36 }37 38 // 指定“容量大小”的构造函数39 public HashMap(int initialCapacity) {40     this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);41 }42 43 // 包含“子Map”的构造函数44 public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {45     this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,46                   DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);47     // 将m中的全部元素逐个添加到HashMap中48     putAllForCreate(m);49 }

 

第3.3部分 HashMap的主要对外接口

3.3.1 clear()

clear() 的作用是清空HashMap。它是通过将所有的元素设为null来实现的。

1 public void clear() {2     modCount++;3     Entry[] tab = table;4     for (int i = 0; i < tab.length; i++)5         tab[i] = null;6     size = 0;7 }

 

3.3.2 containsKey()

containsKey() 的作用是判断HashMap是否包含key。

public boolean containsKey(Object key) {    return getEntry(key) != null;}

containsKey() 首先通过getEntry(key)获取key对应的Entry，然后判断该Entry是否为null。
getEntry()的源码如下：

 1 final Entry<K,V> getEntry(Object key) { 2     // 获取哈希值 3     // HashMap将“key为null”的元素存储在table[0]位置，“key不为null”的则调用hash()计算哈希值 4     int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode()); 5     // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素 6     for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; 7          e != null; 8          e = e.next) { 9         Object k;10         if (e.hash == hash &&11             ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))12             return e;13     }14     return null;15 }

getEntry() 的作用就是返回“键为key”的键值对，它的实现源码中已经进行了说明。
这里需要强调的是：HashMap将“key为null”的元素都放在table的位置0处，即table[0]中；“key不为null”的放在table的其余位置！

3.3.3 containsValue()

containsValue() 的作用是判断HashMap是否包含“值为value”的元素。

 1 public boolean containsValue(Object value) { 2     // 若“value为null”，则调用containsNullValue()查找 3     if (value == null) 4         return containsNullValue(); 5  6     // 若“value不为null”，则查找HashMap中是否有值为value的节点。 7     Entry[] tab = table; 8     for (int i = 0; i < tab.length ; i++) 9         for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)10             if (value.equals(e.value))11                 return true;12     return false;13 }

从中，我们可以看出containsNullValue()分为两步进行处理：第一，若“value为null”，则调用containsNullValue()。第二，若“value不为null”，则查找HashMap中是否有值为value的节点。

containsNullValue() 的作用判断HashMap中是否包含“值为null”的元素。

1 private boolean containsNullValue() {2     Entry[] tab = table;3     for (int i = 0; i < tab.length ; i++)4         for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)5             if (e.value == null)6                 return true;7     return false;8 }

 

3.3.4 entrySet()、values()、keySet()

它们3个的原理类似，这里以entrySet()为例来说明。
entrySet()的作用是返回“HashMap中所有Entry的集合”，它是一个集合。实现代码如下：

 1 // 返回“HashMap的Entry集合” 2 public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() { 3     return entrySet0(); 4 } 5  6 // 返回“HashMap的Entry集合”，它实际是返回一个EntrySet对象 7 private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet0() { 8     Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet; 9     return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());10 }11 12 // EntrySet对应的集合13 // EntrySet继承于AbstractSet，说明该集合中没有重复的EntrySet。14 private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {15     public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {16         return newEntryIterator();17     }18     public boolean contains(Object o) {19         if (!(o instanceof Map.Entry))20             return false;21         Map.Entry<K,V> e = (Map.Entry<K,V>) o;22         Entry<K,V> candidate = getEntry(e.getKey());23         return candidate != null && candidate.equals(e);24     }25     public boolean remove(Object o) {26         return removeMapping(o) != null;27     }28     public int size() {29         return size;30     }31     public void clear() {32         HashMap.this.clear();33     }34 }

 

HashMap是通过拉链法实现的散列表。表现在HashMap包括许多的Entry，而每一个Entry本质上又是一个单向链表。那么HashMap遍历key-value键值对的时候，是如何逐个去遍历的呢？

下面我们就看看HashMap是如何通过entrySet()遍历的。
entrySet()实际上是通过newEntryIterator()实现的。 下面我们看看它的代码：

 1 // 返回一个“entry迭代器” 2 Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator()   { 3     return new EntryIterator(); 4 } 5  6 // Entry的迭代器 7 private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> { 8     public Map.Entry<K,V> next() { 9         return nextEntry();10     }11 }12 13 // HashIterator是HashMap迭代器的抽象出来的父类，实现了公共了函数。14 // 它包含“key迭代器(KeyIterator)”、“Value迭代器(ValueIterator)”和“Entry迭代器(EntryIterator)”3个子类。15 private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {16     // 下一个元素17     Entry<K,V> next;18     // expectedModCount用于实现fast-fail机制。19     int expectedModCount;20     // 当前索引21     int index;22     // 当前元素23     Entry<K,V> current;24 25     HashIterator() {26         expectedModCount = modCount;27         if (size > 0) { // advance to first entry28             Entry[] t = table;29             // 将next指向table中第一个不为null的元素。30             // 这里利用了index的初始值为0，从0开始依次向后遍历，直到找到不为null的元素就退出循环。31             while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)32                 ;33         }34     }35 36     public final boolean hasNext() {37         return next != null;38     }39 40     // 获取下一个元素41     final Entry<K,V> nextEntry() {42         if (modCount != expectedModCount)43             throw new ConcurrentModificationException();44         Entry<K,V> e = next;45         if (e == null)46             throw new NoSuchElementException();47 48         // 注意！！！49         // 一个Entry就是一个单向链表50         // 若该Entry的下一个节点不为空，就将next指向下一个节点;51         // 否则，将next指向下一个链表(也是下一个Entry)的不为null的节点。52         if ((next = e.next) == null) {53             Entry[] t = table;54             while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)55                 ;56         }57         current = e;58         return e;59     }60 61     // 删除当前元素62     public void remove() {63         if (current == null)64             throw new IllegalStateException();65         if (modCount != expectedModCount)66             throw new ConcurrentModificationException();67         Object k = current.key;68         current = null;69         HashMap.this.removeEntryForKey(k);70         expectedModCount = modCount;71     }72 73 }

当我们通过entrySet()获取到的Iterator的next()方法去遍历HashMap时，实际上调用的是 nextEntry() 。而nextEntry()的实现方式，先遍历Entry(根据Entry在table中的序号，从小到大的遍历)；然后对每个Entry(即每个单向链表)，逐个遍历。

3.3.5 get()

get() 的作用是获取key对应的value，它的实现代码如下：

 1 public V get(Object key) { 2     if (key == null) 3         return getForNullKey(); 4     // 获取key的hash值 5     int hash = hash(key.hashCode()); 6     // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素 7     for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; 8          e != null; 9          e = e.next) {10         Object k;11         if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))12             return e.value;13     }14     return null;15 }

 

3.3.6 put()

put() 的作用是对外提供接口，让HashMap对象可以通过put()将“key-value”添加到HashMap中。

 1 public V put(K key, V value) { 2     // 若“key为null”，则将该键值对添加到table[0]中。 3     if (key == null) 4         return putForNullKey(value); 5     // 若“key不为null”，则计算该key的哈希值，然后将其添加到该哈希值对应的链表中。 6     int hash = hash(key.hashCode()); 7     int i = indexFor(hash, table.length); 8     for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { 9         Object k;10         // 若“该key”对应的键值对已经存在，则用新的value取代旧的value。然后退出！11         if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {12             V oldValue = e.value;13             e.value = value;14             e.recordAccess(this);15             return oldValue;16         }17     }18 19     // 若“该key”对应的键值对不存在，则将“key-value”添加到table中20     modCount++;21     addEntry(hash, key, value, i);22     return null;23 }

若要添加到HashMap中的键值对对应的key已经存在HashMap中，则找到该键值对；然后新的value取代旧的value，并退出！
若要添加到HashMap中的键值对对应的key不在HashMap中，则将其添加到该哈希值对应的链表中，并调用addEntry()。
下面看看addEntry()的代码：

 1 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { 2     // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中 3     Entry<K,V> e = table[bucketIndex]; 4     // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”， 5     // 设置“e”为“新Entry的下一个节点” 6     table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e); 7     // 若HashMap的实际大小 不小于 “阈值”，则调整HashMap的大小 8     if (size++ >= threshold) 9         resize(2 * table.length);10 }

addEntry() 的作用是新增Entry。将“key-value”插入指定位置，bucketIndex是位置索引。

说到addEntry()，就不得不说另一个函数createEntry()。createEntry()的代码如下：

1 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {2     // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中3     Entry<K,V> e = table[bucketIndex];4     // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”，5     // 设置“e”为“新Entry的下一个节点”6     table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);7     size++;8 }

它们的作用都是将key、value添加到HashMap中。而且，比较addEntry()和createEntry()的代码，我们发现addEntry()多了两句：

if (size++ >= threshold)    resize(2 * table.length);

那它们的区别到底是什么呢？
阅读代码，我们可以发现，它们的使用情景不同。
(01) addEntry()一般用在 新增Entry可能导致“HashMap的实际容量”超过“阈值”的情况下。
       例如，我们新建一个HashMap，然后不断通过put()向HashMap中添加元素；put()是通过addEntry()新增Entry的。
       在这种情况下，我们不知道何时“HashMap的实际容量”会超过“阈值”；
       因此，需要调用addEntry()
(02) createEntry() 一般用在 新增Entry不会导致“HashMap的实际容量”超过“阈值”的情况下。
        例如，我们调用HashMap“带有Map”的构造函数，它绘将Map的全部元素添加到HashMap中；
       但在添加之前，我们已经计算好“HashMap的容量和阈值”。也就是，可以确定“即使将Map中的全部元素添加到HashMap中，都不会超过HashMap的阈值”。
       此时，调用createEntry()即可。

 

3.3.7 putAll()

putAll() 的作用是将"m"的全部元素都添加到HashMap中，它的代码如下：

 1 public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) { 2     // 有效性判断 3     int numKeysToBeAdded = m.size(); 4     if (numKeysToBeAdded == 0) 5         return; 6  7     // 计算容量是否足够， 8     // 若“当前实际容量 < 需要的容量”，则将容量x2。 9     if (numKeysToBeAdded > threshold) {10         int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);11         if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)12             targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;13         int newCapacity = table.length;14         while (newCapacity < targetCapacity)15             newCapacity <<= 1;16         if (newCapacity > table.length)17             resize(newCapacity);18     }19 20     // 通过迭代器，将“m”中的元素逐个添加到HashMap中。21     for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {22         Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();23         put(e.getKey(), e.getValue());24     }25 }

 

3.3.8 remove()

remove() 的作用是删除“键为key”元素

 1 public V remove(Object key) { 2     Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key); 3     return (e == null ? null : e.value); 4 } 5  6  7 // 删除“键为key”的元素 8 final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) { 9     // 获取哈希值。若key为null，则哈希值为0；否则调用hash()进行计算10     int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());11     int i = indexFor(hash, table.length);12     Entry<K,V> prev = table[i];13     Entry<K,V> e = prev;14 15     // 删除链表中“键为key”的元素16     // 本质是“删除单向链表中的节点”17     while (e != null) {18         Entry<K,V> next = e.next;19         Object k;20         if (e.hash == hash &&21             ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {22             modCount++;23             size--;24             if (prev == e)25                 table[i] = next;26             else27                 prev.next = next;28             e.recordRemoval(this);29             return e;30         }31         prev = e;32         e = next;33     }34 35     return e;36 }

 

第3.4部分 HashMap实现的Cloneable接口

HashMap实现了Cloneable接口，即实现了clone()方法。
clone()方法的作用很简单，就是克隆一个HashMap对象并返回。

 1 // 克隆一个HashMap，并返回Object对象 2 public Object clone() { 3     HashMap<K,V> result = null; 4     try { 5         result = (HashMap<K,V>)super.clone(); 6     } catch (CloneNotSupportedException e) { 7         // assert false; 8     } 9     result.table = new Entry[table.length];10     result.entrySet = null;11     result.modCount = 0;12     result.size = 0;13     result.init();14     // 调用putAllForCreate()将全部元素添加到HashMap中15     result.putAllForCreate(this);16 17     return result;18 }

 

第3.5部分 HashMap实现的Serializable接口

HashMap实现java.io.Serializable，分别实现了串行读取、写入功能。
串行写入函数是writeObject()，它的作用是将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”都写入到输出流中。
而串行读取函数是readObject()，它的作用是将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”依次读出

 1 // java.io.Serializable的写入函数 2 // 将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”都写入到输出流中 3 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) 4     throws IOException 5 { 6     Iterator<Map.Entry<K,V>> i = 7         (size > 0) ? entrySet0().iterator() : null; 8  9     // Write out the threshold, loadfactor, and any hidden stuff10     s.defaultWriteObject();11 12     // Write out number of buckets13     s.writeInt(table.length);14 15     // Write out size (number of Mappings)16     s.writeInt(size);17 18     // Write out keys and values (alternating)19     if (i != null) {20         while (i.hasNext()) {21         Map.Entry<K,V> e = i.next();22         s.writeObject(e.getKey());23         s.writeObject(e.getValue());24         }25     }26 }27 28 // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出29 // 将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”依次读出30 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)31      throws IOException, ClassNotFoundException32 {33     // Read in the threshold, loadfactor, and any hidden stuff34     s.defaultReadObject();35 36     // Read in number of buckets and allocate the bucket array;37     int numBuckets = s.readInt();38     table = new Entry[numBuckets];39 40     init();  // Give subclass a chance to do its thing.41 42     // Read in size (number of Mappings)43     int size = s.readInt();44 45     // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap46     for (int i=0; i<size; i++) {47         K key = (K) s.readObject();48         V value = (V) s.readObject();49         putForCreate(key, value);50     }51 }

 

第4部分 HashMap遍历方式

4.1 遍历HashMap的键值对

第一步：根据entrySet()获取HashMap的“键值对”的Set集合。
第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设map是HashMap对象// map中的key是String类型，value是Integer类型Integer integ = null;Iterator iter = map.entrySet().iterator();while(iter.hasNext()) {    Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();    // 获取key    key = (String)entry.getKey();        // 获取value    integ = (Integer)entry.getValue();}

4.2 遍历HashMap的键

第一步：根据keySet()获取HashMap的“键”的Set集合。
第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设map是HashMap对象// map中的key是String类型，value是Integer类型String key = null;Integer integ = null;Iterator iter = map.keySet().iterator();while (iter.hasNext()) {        // 获取key    key = (String)iter.next();        // 根据key，获取value    integ = (Integer)map.get(key);}

4.3 遍历HashMap的值

第一步：根据value()获取HashMap的“值”的集合。
第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

// 假设map是HashMap对象// map中的key是String类型，value是Integer类型Integer value = null;Collection c = map.values();Iterator iter= c.iterator();while (iter.hasNext()) {    value = (Integer)iter.next();}

 

遍历测试程序如下：

  1 import java.util.Map;  2 import java.util.Random;  3 import java.util.Iterator;  4 import java.util.HashMap;  5 import java.util.HashSet;  6 import java.util.Map.Entry;  7 import java.util.Collection;  8   9 /* 10  * @desc 遍历HashMap的测试程序。 11  *   (01) 通过entrySet()去遍历key、value，参考实现函数： 12  *        iteratorHashMapByEntryset() 13  *   (02) 通过keySet()去遍历key、value，参考实现函数： 14  *        iteratorHashMapByKeyset() 15  *   (03) 通过values()去遍历value，参考实现函数： 16  *        iteratorHashMapJustValues() 17  * 18  * @author skywang 19  */ 20 public class HashMapIteratorTest { 21  22     public static void main(String[] args) { 23         int val = 0; 24         String key = null; 25         Integer value = null; 26         Random r = new Random(); 27         HashMap map = new HashMap(); 28  29         for (int i=0; i<12; i++) { 30             // 随机获取一个[0,100)之间的数字 31             val = r.nextInt(100); 32              33             key = String.valueOf(val); 34             value = r.nextInt(5); 35             // 添加到HashMap中 36             map.put(key, value); 37             System.out.println(" key:"+key+" value:"+value); 38         } 39         // 通过entrySet()遍历HashMap的key-value 40         iteratorHashMapByEntryset(map) ; 41          42         // 通过keySet()遍历HashMap的key-value 43         iteratorHashMapByKeyset(map) ; 44          45         // 单单遍历HashMap的value 46         iteratorHashMapJustValues(map);         47     } 48      49     /* 50      * 通过entry set遍历HashMap 51      * 效率高! 52      */ 53     private static void iteratorHashMapByEntryset(HashMap map) { 54         if (map == null) 55             return ; 56  57         System.out.println("\niterator HashMap By entryset"); 58         String key = null; 59         Integer integ = null; 60         Iterator iter = map.entrySet().iterator(); 61         while(iter.hasNext()) { 62             Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next(); 63              64             key = (String)entry.getKey(); 65             integ = (Integer)entry.getValue(); 66             System.out.println(key+" -- "+integ.intValue()); 67         } 68     } 69  70     /* 71      * 通过keyset来遍历HashMap 72      * 效率低! 73      */ 74     private static void iteratorHashMapByKeyset(HashMap map) { 75         if (map == null) 76             return ; 77  78         System.out.println("\niterator HashMap By keyset"); 79         String key = null; 80         Integer integ = null; 81         Iterator iter = map.keySet().iterator(); 82         while (iter.hasNext()) { 83             key = (String)iter.next(); 84             integ = (Integer)map.get(key); 85             System.out.println(key+" -- "+integ.intValue()); 86         } 87     } 88      89  90     /* 91      * 遍历HashMap的values 92      */ 93     private static void iteratorHashMapJustValues(HashMap map) { 94         if (map == null) 95             return ; 96          97         Collection c = map.values(); 98         Iterator iter= c.iterator(); 99         while (iter.hasNext()) {100             System.out.println(iter.next());101        }102     }103 }

 

第5部分 HashMap示例

下面通过一个实例学习如何使用HashMap

 1 import java.util.Map; 2 import java.util.Random; 3 import java.util.Iterator; 4 import java.util.HashMap; 5 import java.util.HashSet; 6 import java.util.Map.Entry; 7 import java.util.Collection; 8  9 /*10  * @desc HashMap测试程序11  *        12  * @author skywang13  */14 public class HashMapTest {15 16     public static void main(String[] args) {17         testHashMapAPIs();18     }19     20     private static void testHashMapAPIs() {21         // 初始化随机种子22         Random r = new Random();23         // 新建HashMap24         HashMap map = new HashMap();25         // 添加操作26         map.put("one", r.nextInt(10));27         map.put("two", r.nextInt(10));28         map.put("three", r.nextInt(10));29 30         // 打印出map31         System.out.println("map:"+map );32 33         // 通过Iterator遍历key-value34         Iterator iter = map.entrySet().iterator();35         while(iter.hasNext()) {36             Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();37             System.out.println("next : "+ entry.getKey() +" - "+entry.getValue());38         }39 40         // HashMap的键值对个数        41         System.out.println("size:"+map.size());42 43         // containsKey(Object key) :是否包含键key44         System.out.println("contains key two : "+map.containsKey("two"));45         System.out.println("contains key five : "+map.containsKey("five"));46 47         // containsValue(Object value) :是否包含值value48         System.out.println("contains value 0 : "+map.containsValue(new Integer(0)));49 50         // remove(Object key) ： 删除键key对应的键值对51         map.remove("three");52 53         System.out.println("map:"+map );54 55         // clear() ： 清空HashMap56         map.clear();57 58         // isEmpty() : HashMap是否为空59         System.out.println((map.isEmpty()?"map is empty":"map is not empty") );60     }61 }

 (某一次)运行结果： 

map:{two=7, one=9, three=6}next : two - 7next : one - 9next : three - 6size:3contains key two : truecontains key five : falsecontains value 0 : falsemap:{two=7, one=9}map is empty

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