map里面用的最多的就是HashMap了, 如果需要对key进行排序的话,会用到 TreeMap
先看看HashMap的源码
HashMap内部还是用数组的方式实现的
transient Node[] table;
//Node的定义,除了key,value外,hash用来确定在数组中的位置. Node数组中每个元素其实是个链表(链表长度超过8则转为红黑树)结构,当有hash冲突时,这个链表中就会存放有相同hash值的节点,
//next用来表示其在链表(红黑树)中的下一个节点
static class Node implements Map.Entry {
final int hash;
final K key;
V value;
Node next;
Node(int hash, K key, V value, Node next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString() { return key + "=" + value; }
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry e = (Map.Entry)o;
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}
当使用put方法添加元素时,需要先根据hashcode确定在数组中的位置,然后找出此位置的节点,然后插入这个节点对应的链表(红黑树)中
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i;
//在put时需要先判断map是否为空,如果为空则需要用resize()进行扩容,jdk1.6中会在new HashMap() 时对数组进行初始化,但是jdk1.8中则不会,直接将初始化的操作放在了put方法里面
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//这里先根据Node的hash值来计算在数组中的索引"i",如果tab[i]为空则直接插入这个位置
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
//如果不为空,则说明有了相同的hash值,如果key也相同,那么直接覆盖现有元素,如果没有相同的key,说明hash值有了冲突,需要将这个Node放在此处对应的链表(红黑树)中
else {
Node e; K k;
//有对应的key,直接覆盖
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//这个节点已经是红黑树了,直接插入红黑树中
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {//如果还不是红黑树,那么则是一个链表,遍历链表中的数据,如果有相同的key则替换,没有则放到链表结尾
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 链表长度超过8,链表转换为红黑树
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();//超过容量是需要进行扩容
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
hashmap默认容量为16,默认加载因子为0.75, 当map里面的内容超过容量*加载因子时,就需要对map进行扩容操作,避免产生过多的hash冲突
使用resize()扩容时,会扩容为原来长度的2倍,jdk1.8之前进行扩容需要重新计算整个map的hash值,jdk1.8进行了优化
在resize()的注释中我们可以看到 must either stay at same index, or move with a power of two offset in the new table, 一部分保持原来位置,另一部分则会根据原位置再移动2次幂(比如原来下标是15,总长度是16,现在扩容长度变为32,那么原来15位置的节点,部分不变,另一部分会移动到15+16=31的位置),具体的可以看resize()的代码:
final Node[] resize() {
Node[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold 计算新的容量,左移一位,变为原来长度的2倍
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node loHead = null, loTail = null;
Node hiHead = null, hiTail = null;
Node next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;//下标移动至 原位置下标+原容量(扩容) 所处的位置
}
}
}
}
}
return newTab;
}
hashmap在get时,只需要先根据hash值获取对应的下标,然后遍历对应的链表或者红黑树,找到对应的value即可
public V get(Object key) {
Node e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
而collection里面的HashSet 和 TreeSet则是直接依赖了HashMap和TreeMap,将map里面的可以作为集合元素(与value无关,value = new Object())