Java HashMap和HashSet总结

本文是作者在项目过程中做的总结，内容既有借鉴其他大神的地方，也有自己结合当前项目的思考。若有错误的地方，欢迎指正！最后感谢以下作者的分享！！

参考来源1：http://www.importnew.com/7099.html

参考来源2：https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/18323767

参考来源3：https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/21988605

1.HashMap

       它是基于哈希表的Map接口的实现，是一种支持快速存取的数据结构，以键值对的形式存储数据。在HashMap中，key-value会被当做一个整体来处理，系统会根据hash算法来计算key-value的位置，实现通过key快速存、取value。

1.1定义

public class HashMap
    extends AbstractMap
    implements Map, Cloneable, Serializable

       HashMap继承AbstractMap类（AbstractMap实现了Map接口），在这里又再次实现了Map接口（当初写这段代码的 Josh Bloch说这就是一个写法错误。详情见https://stackoverflow.com/questions/2165204/why-does-linkedhashsete-extend-hashsete-and-implement-sete）。

       Map接口定义了键映射到值的规则，而AbstractMap类提供Map接口的骨干实现，以最大限度的减少实现此接口所需的工作。

1.2影响HashMap性能的重要参数

1.2.1初始容量

       容量表示哈希表中桶的数量，初始容量是创建哈希表时的容量。若未指定容量，则默认初始容量为16。

1.2.2加载因子

       加载因子是哈希表在容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度，它衡量的是一个散列表空间的使用程度。加载因子越大表示散列表的装填程度越高，反之愈小。对于链表散列来说，查找一个元素的平均时间是O（1+a），因此如果负载因子越大，对空间的利用更充分，然而后果是查找效率的降低；如果负载因子太小，那么散列表的数据将过于稀疏，对空间造成严重浪费。系统默认负载因子为0.75，一般情况下我们是无需修改的。

1.3数据结构

       每次新建一个HashMap，都会初始化一个table数组。table数组的元素为Entry节点。其中Entry为HashMap的内部类，它包含了键key，值value，下一个节点next以及hash值。正是由于Entry才构成了table数组的项为链表。

1.4存储实现：put(key,value)

       当我们向一个HashMap添加一对key-value时，首先根据key计算hash值，然后根据hash值确定在table数组中的位置，即bucket的位置。若该位置没有元素，则直接插入，否则迭代此处的entry节点构成的链表。若两个hash值相等且key值相等(e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))，则用新的entry的value覆盖原来节点的value。如果两个hash值相等但key值不等，则将该节点插入链表的链头。

1.5读取实现：get(key)

       读取的前提是：hashcode相同，bucket位置相同。hashcode相同，key不一定相同；key相同，hashcode一定相同。

通过key的hash值找到table数组中的索引处的链表，遍历链表，找到hash和key值相等的Entry节点。

1.6相关面试题

1.6.1你知道HashMap的工作原理吗？

       HashMap是基于hashing的原理，我们使用put(key,value)存储对象到HashMap中，使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put方法传递键值时，我们先对键调用hashcode()方法，返回的hash值用于找到bucket位置来存储Entry对象。

1.6.2当两个对象的hashcode相同会发生什么？

       因为hashcode相同，bucket位置相同，‘碰撞’会发生。遍历bucket位置的链表，由Entry节点构成的链表，若hash值和key值相等，则用新的Entry节点的value替换原来节点的value，否则将新的Entry节点插入链表的表头。

1.6.3如果两个键的hashcode相同，你如何获取值对象？

       通过hashcode找到bucke位置，遍历链表，判断key值是否相等，直到找到值对象。

1.6.4如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量，怎么办？

       默认的负载因子大小为0.75，也就是说，当一个map填满了75%的bucket时候，和其它集合类(如ArrayList等)一样，将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组，来重新调整map的大小，并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫作rehashing，因为它调用hash方法找到新的bucket位置。

1.7Java8新特性：Map computeIfAbsent方法说明

参考来源：https://blog.csdn.net/weixin_38229356/article/details/81129320

1.8什么时候用HashMap？

1.当一个函数需要return多个参数时，可以通过Map返回。

2.当函数形参较多或者不确定个数时，可以通过Map传参。

3.对大量数据进行分组整理，例如：本项目中的供应商信息根据能提供的原料id进行分组。

4.实现下拉列表key-value可以通过List

5.字典值 通过value找name ：Map>

例如：订单类型（order_type）:日（day）周（week）月（month） firstMap.put("order_type",secondMap)

secondMap.put("day","日")，secondMap.put("week","周")，secondMap.put("month","月")

6.将List/array转为Map，将判断依据放到key，要获取的信息放到value，利用Map快速存取的特性实现快速判断集合中是否包含某个元素，从而提高程序的执行效率。

7.JSONArray->JSONObject->JSONString的转换：将JSONArray放到map中，由于JSONObject本身就是一个map，再通过JSON.toJSONString()方法将JSON对象转化为JSON字符串。

2.HashSet

       HashSet是基于HashMap来实现的，底层采用HashMap来保存元素。

2.1定义

public class HashSet
    extends AbstractSet
    implements Set, Cloneable, java.io.Serializable

       Set接口是一种不包含重复元素的collection，它维持它自己的内部排序，所以随机访问没有意义。简而言之，HashSet是无序、不重复的集合。（HashMap是按照HashCode大小进行排序）

2.2基本属性

//基于HashMap实现，底层使用HashMap保存所有元素
private transient HashMap map;
 
 //定义一个Object对象作为HashMap的value
 private static final Object PRESENT = new Object();

       HashSet中的所有元素都是保存在HashMap的key中，value则是使用的PRESENT对象。由于HashMap中key不会重复，因此满足 了HashSet中元素不会重复的特性。

2.3什么时候用HashSet？

       当集合元素需要去重且对元素的顺序没有要求时使用！例如：本项目中的获取所有原料单位、商品单位、菜单id。