HashMap 使用小结

本文重点介绍HashMap。首先介绍一下什么是Map。在数组中我们是通过数组下标来对其内容索引的,而在Map中我们通过对象来对对象进行索引,用来索引的对象叫做key,其对应的对象叫做value。在下文中会有例子具体说明。

再来看看HashMap和TreeMap有什么区别。HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找,而 TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序,如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap(HashMap中元素的排列顺序是不固定 的)。

import java.util.Map;
import java.util.HashMap;
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Hashtable;
import java.util.TreeMap;
class HashMaps
{
       public static void main(String[] args)
      {
            Map map=new HashMap();           
            map.put("a", "aaa");
            map.put("b", "bbb");
            map.put("c", "ccc");
            map.put("d", "ddd");
          
            Iterator iterator = map.keySet().iterator();           
            while (iterator.hasNext()) {
             Object key = iterator.next();
             System.out.println("map.get(key) is :"+map.get(key));
            }      
           
           
           
            Hashtable tab=new Hashtable();           
            tab.put("a", "aaa");
            tab.put("b", "bbb");
            tab.put("c", "ccc");
            tab.put("d", "ddd");
            Iterator iterator_1 = tab.keySet().iterator();
            while (iterator_1.hasNext()) {
             Object key = iterator_1.next();
             System.out.println("tab.get(key) is :"+tab.get(key));
            }        
           
            TreeMap tmp=new TreeMap();           
            tmp.put("a", "aaa");
            tmp.put("b", "bbb");
            tmp.put("c", "ccc");
            tmp.put("d", "ddd");
            Iterator iterator_2 = tmp.keySet().iterator();
            while (iterator_2.hasNext()) {
             Object key = iterator_2.next();
             System.out.println("tmp.get(key) is :"+tmp.get(key));
            }        
                     
        
       }
    
}
执行完后,果然是这样的(hashmap是没有顺序的,而treemap则是按顺序排列的哦!!)

下面就要进入本文的主题了。先举个例子说明一下怎样使用HashMap:

import java.util.*;

public class Exp1 {
     public static void main(String[] args){
           HashMap h1=new HashMap();
           Random r1=new Random();    
          for(int i=0;i<1000;i++){
                Integer t=new Integer(r1.nextInt(20));
               if(h1.containsKey(t))
                     ((Ctime)h1.get(t)).count++;
               else
                     h1.put(t, new Ctime());
           }
           System.out.println(h1);
      }
}

class Ctime{
     int count=1;
     public String toString(){
          return Integer.toString(count);
      }
}

在HashMap中通过get()来获取value,通过put()来插入value,ContainsKey()则用来检验对象是否已经存在。可以看出,和ArrayList的操作相比,HashMap除了通过key索引其内容之外,别的方面差异并不大。

前面介绍了,HashMap是基于HashCode的,在所有对象的超类Object中有一个HashCode()方法,但是它和equals方法一样,并不能适用于所有的情况,这样我们就需要重写自己的HashCode()方法。下面就举这样一个例子:

import java.util.*;

public class Exp2 {
     public static void main(String[] args){
           HashMap h2=new HashMap();
          for(int i=0;i<10;i++)
                h2.put(new Element(i), new Figureout());
           System.out.println("h2:");
           System.out.println("Get the result for Element:");
           Element test=new Element(5);
          if(h2.containsKey(test))
                System.out.println((Figureout)h2.get(test));
          else
                System.out.println("Not found");
      }
}

class Element{
     int number;
     public Element(int n){
           number=n;
      }
}

class Figureout{
      Random r=new Random();
     boolean possible=r.nextDouble()>0.5;
     public String toString(){
          if(possible)
               return "OK!";
          else
               return "Impossible!";
      }
}

在这个例子中,Element用来索引对象Figureout,也即Element为key,Figureout为 value。在Figureout中随机生成一个浮点数,如果它比0.5大,打印"OK!",否则打印"Impossible!"。之后查看 Element(3)对应的Figureout结果如何。

结果却发现,无论你运行多少次,得到的结果都是"Not found"。也就是说索引Element(3)并不在HashMap中。这怎么可能呢?

原因得慢慢来说:Element的HashCode方法继承自Object,而Object中的HashCode方法返 回的HashCode对应于当前的地址,也就是说对于不同的对象,即使它们的内容完全相同,用HashCode()返回的值也会不同。这样实际上违背了我 们的意图。因为我们在使用HashMap时,希望利用相同内容的对象索引得到相同的目标对象,这就需要HashCode()在此时能够返回相同的值。在上 面的例子中,我们期望new Element(i) (i=5)与 Element test=new Element(5)是相同的,而实际上这是两个不同的对象,尽管它们的内容相同,但它们在内存中的地址不同。因此很自然的,上面的程序得不到我们设想的 结果。下面对Element类更改如下:

class Element{
     int number;
     public Element(int n){
           number=n;
      }
     public int hashCode(){
           return number;
      }
     public boolean equals(Object o){
          return (o instanceof Element) && (number==((Element)o).number);
      }
}

在这里Element覆盖了Object中的hashCode()和equals()方法。覆盖hashCode()使 其以number的值作为hashcode返回,这样对于相同内容的对象来说它们的hashcode也就相同了。而覆盖equals()是为了在 HashMap判断两个key是否相等时使结果有意义(有关重写equals()的内容可以参考我的另一篇文章《重新编写Object类中的方法 》)。修改后的程序运行结果如下:

h2:
Get the result for Element:
Impossible!

请记住:如果你想有效的使用HashMap,你就必须重写在其的HashCode()。

还有两条重写HashCode()的原则:

  1. 不必对每个不同的对象都产生一个唯一的hashcode,只要你的HashCode方法使get()能够得到put()放进去的内容就可以了。即"不为一原则"。
  2. 生成hashcode的算法尽量使hashcode的值分散一些,不要很多hashcode都集中在一个范围内,这样有利于提高HashMap的性能。即"分散原则"。

至于第二条原则的具体原因,有兴趣者可以参考Bruce Eckel的《Thinking in Java》,在那里有对HashMap内部实现原理的介绍,这里就不赘述了。

掌握了这两条原则,你就能够用好HashMap编写自己的程序了。不知道大家注意没有,java.lang.Object中提供的三个方 法:clone(),equals()和hashCode()虽然很典型,但在很多情况下都不能够适用,它们只是简单的由对象的地址得出结果。这就需要我 们在自己的程序中重写它们,其实java类库中也重写了千千万万个这样的方法。利用面向对象的多态性——覆盖,Java的设计者很优雅的构建了Java的 结构,也更加体现了Java是一门纯OOP语言的特性。

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