简谈JAVA基础--Map容器--HasMap

JDK 1.8 源码解读

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4

map的初始容量   默认为16

MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30

map的最大容量  2^30次幂

DDEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f

默认加载因子 0.75

loadFactor

加载因子

threshold

可容纳键值对数量

Entry 数组所能包含的key-value数量(threshold = length * loadFactor)

当加载因子越大所能容纳的键值对越多。此举是为了键值对分布更加离散。防止多个键值对在一个索引上。

Entry数组的长度必须为2的N次幂。

如果数组的链表长度过长，超过8，则采用红黑树处理，将链表转换为红黑树，更好的进行快速操作。

HashMap中确定数组索引方法：

首先对key进行hash(key)操作：

(key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)

key的hashCode异或 h的高16位(32位右移了16位)

然后确定索引位置：

(n - 1) & hash   //n为table.length

resize() 数组扩容：

个人简单理解：

final Node<K,V>[] resize() {    // 这一部分主要是计算新扩容数组的长度以及容量    // 将原始数组赋给oldTab    Node<K,V>[] oldTab = table;    // 获得原始数组的长度    int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;    // 获得原始数组容纳的键值对    int oldThr = threshold;    // 定义新数组的长度和新数组容纳键值对数量    int newCap, newThr = 0;    // 如果原始数组长度大于0    if (oldCap > 0) {        // 大于等于数组可用的最大长度        if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {            // 将加载因子改为最大，返回oldTab            threshold = Integer.MAX_VALUE;            return oldTab;        }        // 将老数组的长度左移一位（扩大一倍) 赋给新数组长度        // 判断新长度是否小于最大长度，并且 原长度大于等于默认长度        // 满足条件，新键值对容量 为老键值对容量左移一位        else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&                oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)            newThr = oldThr << 1; // double threshold    }    // 老键值对是否大于0    else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold        // 新数组的长度 为老数组的键值对个数        newCap = oldThr;    else {               // zero initial threshold signifies using defaults        // 新数组长度为默认长度 16        newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;        // 新数组容纳键值对个数为默认 0.75 * 16        newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);    }    // 判断新数组的键值容量 为 0    if (newThr == 0) {        // 计算新的键值对容纳个数        float ft = (float)newCap * loadFactor;        // 如果新数组的长度小与最大值并且键值对容纳个数小于最大值，则将计算的个数赋给新数组        newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?                (int)ft : Integer.MAX_VALUE);    }    // 将当前对象的键值对可容纳数改变为新的。    threshold = newThr;    // 这一部分主要是将原数组的元素赋给新的数组。完成扩容操作    @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})    // 定义新的数组，长度为新计算的长度。    Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];    // 将原对象的引用改为新的数组    table = newTab;    // 如果新的数组不为空。    if (oldTab != null) {        // 循环次数为原数组长度,将原数组中的每一个链表移动到新数组对应链表中        for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {            Node<K,V> e;            // 判断原数组中的第J个元素(链表)不为空            if ((e = oldTab[j]) != null) {                // 将原数组中的第J个元素清空                oldTab[j] = null;                // 该链表如果为空                if (e.next == null)                    // 改变原链表在新的数组中的位置                    newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;                    // 不为空判断是否是一个红黑树                else if (e instanceof TreeNode)                    //                    ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);                else { // preserve order                    Node<K,V> loHead = null, loTail = null;                    Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;                    Node<K,V> next;                    do {                        next = e.next;                        // 原索引                        if ((e.hash & oldCap) == 0) {                            if (loTail == null)                                loHead = e;                            else                                loTail.next = e;                            loTail = e;                        }                        // 原索引 + oldCap。                        else {                            if (hiTail == null)                                hiHead = e;                            else                                hiTail.next = e;                            hiTail = e;                        }                    } while ((e = next) != null);                     // 原索引链表存放新索引处，因为扩充二倍，所以原所有要么与原先一样，要么是原先 + oldCap                    if (loTail != null) {                        loTail.next = null;                        newTab[j] = loHead;                    }                    if (hiTail != null) {                        hiTail.next = null;                        newTab[j + oldCap] = hiHead;                    }                }            }        }    }    return newTab;}

键值对插入操作put()：

//  hash = hash(key),key = 键,value = 值,onlyIfAbsent = true ,evict = false//  put(key,value){//      putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict)//  }//    键值对插入操作    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,                   boolean evict) {        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;        // 如果当前table为空，或者长度为0        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)            // 当前table扩容后的长度赋给n            n = (tab = resize()).length;        // 如果tab[i]为空，创建新的节点添加        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);        else {            Node<K,V> e; K k;            // 判断如果当前节点存在，也就是key是相同的。直接进行覆盖操作。            if (p.hash == hash &&                    ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))                e = p;            // 否则判断是否是一个红黑树            else if (p instanceof TreeNode)                // 如果是则将该节点插入到树中                e = ((HashMap.TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);            // 不是一个红黑树，代表为一个链表            else {                // 循环链表，如果为空，创建一个新的节点添加                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {                    if ((e = p.next) == null) {                        p.next = newNode(hash, key, value, null);                        // 如果该链表的长度大于或等于8 ，将该数组转化为一个红黑树                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st                            treeifyBin(tab, hash);                        break;                    }                    // 如果key存在，直接覆盖。                    if (e.hash == hash &&                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))                        break;                    // 插入键值对                    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;        // 判断长度+1 大于容量，进行扩容操作。        if (++size > threshold)            resize();        afterNodeInsertion(evict);        return null;    }

相关方法操作

package demo;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.Map.Entry;/** * java Map集合及相关方法. *  * @author Created by yukaiji on 2017年2月27日 */public class CollectionsMap {        /**         * 通用 Map，用于在应用程序中管理映射，通常在 java.util 程序包中实现         * HashMap         * Hashtable         * Properties         * LinkedHashMap         * IdentityHashMap         * TreeMap         * WeakHashMap         * ConcurrentHashMap         * 专用 Map，您通常不必亲自创建此类 Map，而是通过某些其他类对其进行访问         * java.util.jar.Attributes         * javax.print.attribute.standard.PrinterStateReasons         * java.security.Provider         * java.awt.RenderingHints         * javax.swing.UIDefaults         * 一个用于帮助实现您自己的 Map 类的抽象类         * AbstractMap         *          */                // 对key排序可以用TreeMap new Comparator来进行排序.        // 对value排序可以通过将map转换为List 通过Collections.sort(List<T>,Comparator<T>)方法进行排序.        static Map<String, Object> map = new HashMap<>();        static {                map.put("1", "a");                map.put("2", "b");                map.put("3", "c");                map.put("4", "d");        }        public static void main(String[] args) {                // new一个HashMap默认的大小为16，要求为2的整数幂。                // 每个key值有自己的hashcode，将hashcode取绝对值，对map的长度进行取余                // 可以得到map中 Entry[] 数组中的索引地址，该地址存放key-value键值对。                // 当相同的hashcode出现时，如果key值不同，则在该索引处的链表链接一个key-value键值对                // 调用map的get()方法时，会遍历链表。得到hashcode与key值相同的value。                // 如果遇到map的容量不足，会对map的长度进行左移一位 生成新的Entry[]数组，存放原有的值                // 加载因子默认为0.75 ，加载因子越大则冲突的可能性越高，如果过小，则会造成容量的过剩。        }                /**         * keySet返回Set对象         */        public static void keySet(Map<String, Object> map) {                // 每执行一次keys.next()指针向下移动一次                // 注意尽量避免直接使用keys.next()                Iterator<String> keys = map.keySet().iterator();                while (keys.hasNext()) {                        String key = keys.next();                        System.out.println("key:" + key + "  value:" + map.get(key));                }        }        /**         * entrySet返回Set对象         */        @SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })        public static void entrySet(Map<String, Object> map) {                // Entry是map中用来存键值对，Map由多个Entry组成.                // Entry可以直接set一个Value                System.out.println("------map.entrySet().iterator");                Iterator keyValue = map.entrySet().iterator();                for (int i = 0; i < map.size(); i++) {                        Entry entry = (Entry) keyValue.next();                        System.out.println("key:" + entry.getKey() + "  value:" + entry.getValue());                }                // toArray 如果省略创建数组的开销，速度要快                // 如果算上创建数组开销，速度要比Iterator慢                System.out.println("------map.entrySet().toArray");                Object[] var = map.entrySet().toArray();                for (Object object : var) {                        Entry<String, Object> entry = (Entry<String, Object>) object;                        System.out.println("key:" + entry.getKey() + "  value:" + entry.getValue());                }        }        /**         * values返回Collection试图         */        public static void values(Map<String, Object> map) {                Iterator<Object> values = map.values().iterator();                while (values.hasNext()) {                        System.out.println(values.next());                }        }        /**         * containsKey 与 containsValue用法         */        public static void contains(Map<String, Object> map) {                // containsKey判断map中是否包含指定key的映射,包含返回true                // containsValue判断map中是否包含指定value的映射,包含返回true                System.out.println(map.containsKey("1"));                System.out.println(map.containsValue("a"));        }}