Java 集合類Hashmap
一.HashMap 簡介
HashMap在程式設計師的開發過程中是一個十分常用的集合類,它是一個以鍵值對形式存在的集合類,
在開發中我們可以利用的它的一個key存在即替換的特性,實現一個更新的去重的操作。
在另一個方便我們可以利用map跟fastJson快速組成我們所需的json資料格式。
在jdk1.8之前,HashMap是以陣列+連結串列的形式存在,put進來的key的hashCode進過擾動函式計算後得到hash值,然後該值通過(n-1)&hash計算後的到相應的位置(n代表的是陣列長度),
如果發生了hash衝突,則先判斷該key是否存在,如果存在那麼就覆蓋,否則以“拉鍊法”解決衝突,便組成了連結串列。
但在jdk1.8之後,HashMap就發生了改變,如果當前連結串列的長度大於閾值（預設是8）那麼該連結串列就轉換成紅黑樹,加快了搜尋速度。
二.HashMap屬性
//HashMap的預設初始容量 2^4=16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
//HashMap的最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
//預設的裝載因子當陣列長度
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
// 當桶(bucket)上的結點數大於這個值時會轉成紅黑樹
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
// 當桶(bucket)上的結點數小於這個值時樹轉連結串列
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
// 桶中結構轉化為紅黑樹對應的table的最小大小
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
// 儲存元素的陣列，總是2的冪次倍
transient Node<k,v>[] table;
// 存放具體元素的集
transient Set<map.entry<k,v>> entrySet;
// 存放元素的個數，注意這個不等於陣列的長度。
transient int size;
// 每次擴容和更改map結構的計數器
transient int modCount;
// 臨界值 當實際大小(容量*填充因子)超過臨界值時，會進行擴容（*當 size 大於等於 threshold 的時候，並不一定會觸發擴容機制，但是會很可能就觸發擴容機制，只要有一個新建的 Entry 出現雜湊衝突，則立刻 resize ）
int threshold;
// 填充因子 當Size>=threshold的時候，那麼就要考慮對陣列的擴增了，也就是說，這個的意思就是 衡量陣列是否需要擴增的一個標準
final float loadFactor;
三.HashMap的擴容機制
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
this.loadFactor = loadFactor;
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}
其中tableSizeFor這個程式碼是:
static final int tableSizeFor(int cap) {
int n = cap - 1;
n |= n >>> 1;
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
>>>是一個無視符號位的位右移動符號 |= 是左右兩個數進行&操作
這個方法會把你傳進來的初始化容量變成一個是2的平方次冪的數 所以這裡就固定死了HashMap的容量必須是2的平方次冪
至於為什麼是2的平方次冪的數原因如下：
1.put方法原始碼:
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
看到其中 p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null 這一句 (n - 1) & hash是計算到一個位置,如果這個tab中的位置是空的那麼直接做插入操作。
舉個列子 假設有16個位置 有4個學生都有各自的學號
| 名稱 | 學號 |
| 張三 | 1 |
| 李四 | 2 |
| 王五 | 3 |
| 老李 | 4 |
此時我們分配位置的時候可以採用 1%16 = 1；2%16=2；3%16 = 3；4%16=4；給他們分配位置,但是考慮到效能問題。由於%操作比&慢10倍左右，因此採用&運算會提高效能。
通過限制 length 是一個 2的冪 數， (n - 1) & hash和hash%n結果是一致的。這就是為什麼要限制容量必須是一個 2 的冪的原因。
比如2的hashCode是2 那麼它對應的二進位制是 （0000 0010）
假設n=16
那麼n-1=15對應的二進位制是 1111 1111 & 0000 0010 = 1111 1111 = 0010 = 2
2%16=2
得到(n - 1) & hash和hash%n結果是一致的,考慮到效能所以每次的擴容都是以2的冪次方擴容。
四.HashMap的簡單應用
publicstatic void mapMethod() {
HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("zhangsan", 11);
map.put("lisi", 11);
//重複key會覆蓋
map.put("zhangsan", 22);
//便利
for(String key:map.keySet()) {
//根據key獲取value
System.out.println(key+"=======value:"+map.get(key));
}
//containsKey方法判斷當前map是否包含該方法
System.out.println(map.containsKey("zhangsan"));
//size列印map的長度
System.out.println(map.size());
//移除key
map.remove("zhangsan");
//判斷是否存在value
System.out.println(map.containsValue("22"));
}
五.總結
以上是我結合工作跟一些blog的心得寫的,如果有紕漏麻煩指出. *程式設計師要多運動啊....減肥去了