Java集合框架——HashMap与Hashtable
Java集合框架——HashMap与Hashtable
先来看看两个类的重点方法，再来比较。（这是我看源代码的思路，你也先去看看吧）
集合最主要的操作：写入，读取，移除。
/**
* Associates the specified value with the specified key in this map.
* If the map previously contained a mapping for the key, the old
* value is replaced.
* 接合指定的value与指定的key在这个map中，假如以前在这个map中包含这个key,以前
* 对应的value将会被替换
* @param key key with which the specified value is to be associated
* @param value value to be associated with the specified key
* @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or
* <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>.
* (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map
* previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
*/
public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
读源代码时，记得把上面的注释读一下，这是最快的理解方法的方式，不要一看源代码，就想着那几个for。
里面有几个关键点：
1：int hash = hash(key.hashCode());
2：int i = indexFor(hash, table.length);
3：addEntry(hash, key, value, i);
先说第1点：
/**
* Applies a supplemental hash function to a given hashCode, which
* defends against poor quality hash functions. This is critical
* because HashMap uses power-of-two length hash tables, that
* otherwise encounter collisions for hashCodes that do not differ
* in lower bits. Note: Null keys always map to hash 0, thus index 0.
*/
static int hash(int h) {
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
这个是HashMap的哈唏值的算法：（正好之前看过一篇博文，给出分析图，论坛地址是：http://www.iteye.com/topic/709945）
画的很好，所以就引用一下啊，至于分析的话，还是看原地址中的吧。（我说过，让你与我一起来这个过程，所以自己去看）。
第2点：
/**
* Returns index for hash code h.
*/
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}
这么少？那分析什么啊。这里真看不出来有什么好分析的，可是我运气比较好，看过一篇博文。这个地址忘记了，我就把内容写一下吧。
这里的关键点在于length的长度。
它是Entry[] table的长度，这个与HashMap的初始化时指定的。
先看一下HashMap的三个构造函数：
HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
HashMap(int initialCapacity)
HashMap()
从最后一个说起：
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
init();
}
其中：DEFAULT_LOAD_FACTOR=0.75;DEFAULT_INITIAL_CAPACITY=16;
这是默认值，平时用的是不是这个呢？（今天看了之后，以后可以不用这个了，因为你要知道它的用意。）
第二个就不说了，直接第一个构造函数吧。（记得看一下注释）
/**
* Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial
* capacity and load factor.
*
* @param initialCapacity the initial capacity
* @param loadFactor the load factor
* @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is negative
* or the load factor is nonpositive
*/
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
initialCapacity);
//如果你给出的容量大小大于HashMap支持的最大值时，取最大值
if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
loadFactor);
//下面的是关键：获取大于或等于的initialCapacity值的最小的2的n次方。
// Find a power of 2 >= initialCapacity
int capacity = 1;
while (capacity < initialCapacity)
capacity <<= 1;
this.loadFactor = loadFactor;
threshold = (int)(capacity * loadFactor);
table = new Entry[capacity];
init();
}
看到了吧，这里有个2的n次方。回到先前说的indexFor方法
h&(length-1)，这下知道道理了吧，保证在数组之内循环。（只能设计者太邪恶了，因为你只有把代码全部看懂才知道这个用处，好在分享者众多。）
再回到上面说的第3重点：addEntry(hash, key, value, i);
/**
* Adds a new entry with the specified key, value and hash code to
* the specified bucket. It is the responsibility of this
* method to resize the table if appropriate.
*
* Subclass overrides this to alter the behavior of put method.
*/
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
if (size++ >= threshold)
resize(2 * table.length);
}
这里真没什么好说的，为了分析与Hashtable的不同，看看这个resize(2 * table.length);再到这个方法中的transfer(newTable);（其实这个在Hashtable与这没什么不同，引大家来是想学一下人家的设计思想，都是两个循环，因为HashMap可以有key为null的值，所以设计的时候，就得考虑进去。至于效率方面，两个没什么差别，但是可以看出在扩大容量时，是一个很耗时的工作。认清这点，虽然比较Hashtable没什么用，但是你在理解HashMap有用，与别的集合比较也有用，难道不是吗？）
/**
* Transfers all entries from current table to newTable.
*/
void transfer(Entry[] newTable) {
Entry[] src = table;
int newCapacity = newTable.length;
for (int j = 0; j < src.length; j++) {
Entry<K,V> e = src[j];
if (e != null) {
src[j] = null;
do {
Entry<K,V> next = e.next;
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
} while (e != null);
}
}
}
到此put方法就结束了。（看客还有什么好的要说的，就回复吧，因为我分享的同时，也希望能再深入点。）
第二大重点，读取
/**
* Returns the value to which the specified key is mapped,
* or {@code null} if this map contains no mapping for the key.
*
* <p>More formally, if this map contains a mapping from a key
* {@code k} to a value {@code v} such that {@code (key==null ? k==null :
* key.equals(k))}, then this method returns {@code v}; otherwise
* it returns {@code null}. (There can be at most one such mapping.)
*
* <p>A return value of {@code null} does not <i>necessarily</i>
* indicate that the map contains no mapping for the key; it's also
* possible that the map explicitly maps the key to {@code null}.
* The {@link #containsKey containsKey} operation may be used to
* distinguish these two cases.
*
* @see #put(Object, Object)
*/
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
int hash = hash(key.hashCode());
for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
e != null;
e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
return e.value;
}
return null;
}
代码本身没什么好说的，这里来看看构造函数对它的影响。
如果每个key的hash值都是不一样的，那就很快；反之，如果多个key的hash值一样，而table的深度就更深，获取的速度就有可能遍历到最后。
如果开始就知道 HashMap 会保存多个 key-value 对，可以在创建时就使用较大的初始化容量，如果 HashMap 中 Entry 的数量一直不会超过极限容量（capacity * load factor），HashMap 就无需调用 resize() 方法重新分配 table 数组，从而保证较好的性能。当然，开始就将初始容量设置太高可能会浪费空间（系统需要创建一个长度为 capacity 的 Entry 数组），因此创建 HashMap 时初始化容量设置也需要小心对待。
再看移除：remove(Object key)，与Hashtable没有什么区别的。
都是要遍历一次。并找到对应的key-value，将其移除。所以要它的时间复杂度o(n)。（等之后看了别的集合再说说。）
说完了。到Hashtable了。
构造函数差不多，不说。
不同点：
1，默认值不一样。0.75是一样的，initialCapacity为11。而且没有最大值，最小值是1。与2的30次方=1073741824
为什么没有最大值呢？？？（等写完这博文再去看看，这是突然想到的。）
2，hash的算法：直接用的int hash = key.hashCode();
而int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;与HashMap区别不大，因为HashMap支持key为null，而且固定的把第0位给了它，所以通过h&(length-1)把0给去掉。而这里的这个就是直接循环，对于null的支持，总是要点代价的。
3，就是刚说的对null的支持不同，Hashtable是不支持的。如果从源代码中，可以看到
if (value == null) {
throw new NullPointerException();
}
不支持value为null，而通过
int hash = key.hashCode();可以知道不支持key不能为null。
而HashMap支持有一个key为null,而value为null的不限制。
4，就是看看Hashtable在操作方法前都是有个关键字synchronized，不懂的去看我的博客，地址：http://ciding.iteye.com/blog/1300110 （Java多线程及线程池专题）
5，这个不是重点，也顺带说一下，Hashtable有一个contains(Object value)方法与containsValue(Object value)方法一样。而HashMap只有containsValue(Object value)方法。说这一点的原因是，在有的博文中乱写
只是将两个方法合并而已，引起误解也是因为没有看源代码。
先这到了。。。