今天照常在牛客刷题,先来看一下这道题:
HashMap 的实例有两个参数影响其性能:“初始容量” 和 “加载因子”。
HashMap 的实现不是同步的,意味着它不是线程安全的
HashMap通过开放地址法解决哈希冲突
HashMap中的key-value都是存储在Entry数组中的
做题的时候只记得处理哈希冲突有:开放寻址、再散列、拉链
正好来复习一下HashMap相关的内容,以下内容非原创。
转载自:高爽|Coder,原文地址:http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/16843543,转载请注明。
HashMap可以说是Java中最常用的集合类框架之一,是Java语言中非常典型的数据结构,我们总会在不经意间用到它,很大程度上方便了我们日常开发。在很多Java的笔试题中也会被问到,最常见的,“HashMap和HashTable有什么区别?”,这也不是三言两语能说清楚的,这种笔试题就是考察你来笔试之前有没有复习功课,随便来个快餐式的复习就能给出简单的答案。
HashMap计划写两篇文章,一篇是HashMap工作原理,也就是本文,另一篇是多线程下的HashMap会引发的问题。这一年文章写的有点少,工作上很忙,自己业余时间也做点东西,就把博客的时间占用了,以前是力保一周一篇文章,有点给自己任务的意思,搞的自己很累,文章质量也不高,有时候写技术文章也是需要灵感的,为了举一个例子可能要绞尽脑汁,为了一段代码可能要验证好多次,现在想通了,有灵感再写,需要一定的积累,才能把自己了解的知识点总结归纳成文章。
言归正传,了解HashMap之前,我们需要知道Object类的两个方法hashCode和equals,我们先来看一下这两个方法的默认实现:
/** JNI,调用底层其它语言实现 */
public native int hashCode();
/** 默认同==,直接比较对象 */
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
equals方法我们太熟悉了,我们经常用于字符串比较,String类中重写了equals方法,比较的是字符串值,看一下源码实现:
public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String) anObject;
int n = value.length;
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
// 逐个判断字符是否相等
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}
重写equals要满足几个条件:
java.lang.Object java.util.AbstractMapjava.util.HashMap
public V put(K key, V value) {
// 处理key为null,HashMap允许key和value为null
if (key == null)
return putForNullKey(value);
// 得到key的哈希码
int hash = hash(key);
// 通过哈希码计算出bucketIndex
int i = indexFor(hash, table.length);
// 取出bucketIndex位置上的元素,并循环单链表,判断key是否已存在
for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
// 哈希码相同并且对象相同时
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
// 新值替换旧值,并返回旧值
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
// key不存在时,加入新元素
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
以上内容比较深入的分析了HashMap在put元素时的整体过程,Java Collections Framework中实际操作的都是数组或者链表,而我们通常不需要显示的维护集合的大小,而是集合类框架中内部维护,方便的同时,也带来了性能的问题。
HashMap有两个参数影响其性能:初始容量和加载因子。默认初始容量是16,加载因子是0.75。容量是哈希表中桶(Entry数组)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,通过调用 rehash 方法将容量翻倍。
HashMap中定义的成员变量如下:
/**
* The default initial capacity - MUST be a power of two.
*/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;// 默认初始容量为16,必须为2的幂
/**
* The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
* by either of the constructors with arguments.
* MUST be a power of two <= 1<<30.
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;// 最大容量为2的30次方
/**
* The load factor used when none specified in constructor.
*/
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;// 默认加载因子0.75
/**
* The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
*/
transient Entry[] table;// Entry数组,哈希表,长度必须为2的幂
/**
* The number of key-value mappings contained in this map.
*/
transient int size;// 已存元素的个数
/**
* The next size value at which to resize (capacity * load factor).
* @serial
*/
int threshold;// 下次扩容的临界值,size>=threshold就会扩容
/**
* The load factor for the hash table.
*
* @serial
*/
final float loadFactor;// 加载因子
我们看字段名称大概就能知道其含义,看Doc描述就能知道其详细要求,这也是我们日常编码中特别需要注意的地方,不要写让别人看不懂的代码,除非你写的代码是一次性的。需要注意的是, HashMap中的容量MUST be a power of two ,翻译过来就是必须为2的幂,这里的原因稍后再说。
再来看一下HashMap初始化,HashMap一共重载了4个构造方法,分别为:
构造方法摘要 | |
---|---|
HashMap() 构造一个具有默认初始容量 (16) 和默认加载因子 (0.75) 的空 HashMap。 |
|
HashMap(int initialCapacity) 构造一个带指定初始容量和默认加载因子 (0.75) 的空 HashMap。 |
|
HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) 构造一个带指定初始容量和加载因子的空 HashMap。 |
|
HashMap(Map extendsK,? extendsV> m) 构造一个映射关系与指定 Map 相同的 HashMap。 |
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
// 参数判断,不合法抛出运行时异常
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);
// Find a power of 2 >= initialCapacity
// 这里需要注意一下
int capacity = 1;
while (capacity < initialCapacity)
capacity <<= 1;
// 设置加载因子
this.loadFactor = loadFactor;
// 设置下次扩容临界值
threshold = (int)Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
// 初始化哈希表
table = new Entry[capacity];
useAltHashing = sun.misc.VM.isBooted() &&
(capacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
init();
}
/**
* Returns index for hash code h.
*/
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}