2. 程式人生 > >HashMap的工作原理

HashMap的工作原理

阿新 • • 發佈：2018-04-09
lse dom ase string類型 ner Go none sts @override

我們來看個非常簡單的例子。有一個”國家”(Country)類，我們將要用Country對象作為key，它的首都的名字（String類型）作為value。下面的例子有助於我們理解key-value對在HashMap中是如何存儲的。

1. Country.java

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 package org.arpit.javapostsforlearning; public
class Country { String name; long population; public Country(String name, long population) { super(); this.name = name; this.population = population; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public long getPopulation() {
return population; } public void setPopulation(long population) { this.population = population; } // If length of name in country object is even then return 31(any random number) and if odd then return 95(any random number). // This is not a good practice to generate hashcode as below method but I am doing so to give better and easy understanding of hashmap.
@Override public int hashCode() { if(this.name.length()%2==0) return 31; else return 95; } @Override public boolean equals(Object obj) { Country other = (Country) obj; if (name.equalsIgnoreCase((other.name))) return true; return false; } }

如果想了解更多關於Object對象的hashcode和equals方法的東西，可以參考：
java中的hashcode()和equals()方法

2. HashMapStructure.java(main class)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; public class HashMapStructure { /** * @author Arpit Mandliya */ public static void main(String[] args) { Country india=new Country("India",1000); Country japan=new Country("Japan",10000); Country france=new Country("France",2000); Country russia=new Country("Russia",20000); HashMap<country,string> countryCapitalMap=new HashMap<country,string>(); countryCapitalMap.put(india,"Delhi"); countryCapitalMap.put(japan,"Tokyo"); countryCapitalMap.put(france,"Paris"); countryCapitalMap.put(russia,"Moscow"); Iterator<country> countryCapitalIter=countryCapitalMap.keySet().iterator();//put debug point at this line while(countryCapitalIter.hasNext()) { Country countryObj=countryCapitalIter.next(); String capital=countryCapitalMap.get(countryObj); System.out.println(countryObj.getName()+"----"+capital); } } }

現在，在第23行設置一個斷點，在項目上右擊->調試運行(debug as)->java應用(java application)。程序會停在23行，然後在countryCapitalMap上右擊，選擇“查看”（watch）。將會看到如下的結構：

技術分享圖片

從上圖可以觀察到以下幾點：

  1. 有一個叫做table大小是16的Entry數組。

  2. 這個table數組存儲了Entry類的對象。HashMap類有一個叫做Entry的內部類。這個Entry類包含了key-value作為實例變量。我們來看下Entry類的結構。Entry類的結構：

1 2 3 4 5 6 7 8 static class Entry implements Map.Entry { final K key; V value; Entry next; final int hash; ...//More code goes here } `

  1. 每當往hashmap裏面存放key-value對的時候，都會為它們實例化一個Entry對象，這個Entry對象就會存儲在前面提到的Entry數組table中。現在你一定很想知道，上面創建的Entry對象將會存放在具體哪個位置（在table中的精確位置）。答案就是，根據key的hashcode()方法計算出來的hash值（來決定）。hash值用來計算key在Entry數組的索引。

  2. 現在，如果你看下上圖中數組的索引10，它有一個叫做HashMap$Entry的Entry對象。

  3. 我們往hashmap放了4個key-value對，但是看上去好像只有2個元素！！！這是因為，如果兩個元素有相同的hashcode，它們會被放在同一個索引上。問題出現了，該怎麽放呢？原來它是以鏈表(LinkedList)的形式來存儲的(邏輯上)。

上面的country對象的key-value的hash值是如何計算出來的。

`

<code>Japan的Hash值是95，它的長度是奇數。

India的Hash值是95，它的長度是奇數。

Russia的Hash值是31，它的長度是偶數。

France，它的長度是偶數。
</code>

`

下圖會清晰的從概念上解釋下鏈表。

技術分享圖片

所以，現在假如你已經很好地了解了hashmap的結構，讓我們看下put和get方法。

Put :

讓我們看下put方法的實現：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 /** * 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. * * @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; }

現在我們一步一步來看下上面的代碼。

  1. 對key做null檢查。如果key是null，會被存儲到table[0]，因為null的hash值總是0。

  2. key的hashcode()方法會被調用，然後計算hash值。hash值用來找到存儲Entry對象的數組的索引。有時候hash函數可能寫的很不好，所以JDK的設計者添加了另一個叫做hash()的方法，它接收剛才計算的hash值作為參數。如果你想了解更多關於hash()函數的東西，可以參考：hashmap中的hash和indexFor方法

  3. indexFor(hash,table.length)用來計算在table數組中存儲Entry對象的精確的索引。

  4. 在我們的例子中已經看到，如果兩個key有相同的hash值(也叫沖突)，他們會以鏈表的形式來存儲。所以，這裏我們就叠代鏈表。

  • 如果在剛才計算出來的索引位置沒有元素，直接把Entry對象放在那個索引上。
  • 如果索引上有元素，然後會進行叠代，一直到Entry->next是null。當前的Entry對象變成鏈表的下一個節點。
  • 如果我們再次放入同樣的key會怎樣呢？邏輯上，它應該替換老的value。事實上，它確實是這麽做的。在叠代的過程中，會調用equals()方法來檢查key的相等性(key.equals(k))，如果這個方法返回true，它就會用當前Entry的value來替換之前的value。

Get:

現在我們來看下get方法的實現：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 /** * 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><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; }

當你理解了hashmap的put的工作原理，理解get的工作原理就非常簡單了。當你傳遞一個key從hashmap總獲取value的時候：

  1. 對key進行null檢查。如果key是null，table[0]這個位置的元素將被返回。

  2. key的hashcode()方法被調用，然後計算hash值。

  3. indexFor(hash,table.length)用來計算要獲取的Entry對象在table數組中的精確的位置，使用剛才計算的hash值。

  4. 在獲取了table數組的索引之後，會叠代鏈表，調用equals()方法檢查key的相等性，如果equals()方法返回true，get方法返回Entry對象的value，否則，返回null。

要牢記以下關鍵點：

  • HashMap有一個叫做Entry的內部類，它用來存儲key-value對。
  • 上面的Entry對象是存儲在一個叫做table的Entry數組中。
  • table的索引在邏輯上叫做“桶”(bucket)，它存儲了鏈表的第一個元素。
  • key的hashcode()方法用來找到Entry對象所在的桶。
  • 如果兩個key有相同的hash值，他們會被放在table數組的同一個桶裏面。
  • key的equals()方法用來確保key的唯一性。
  • value對象的equals()和hashcode()方法根本一點用也沒有。

HashMap的工作原理

相關推薦

源碼分析八( hashmap工作原理)

swa checked ++ ble sign nan 數字 als IV 首先從一條簡單的語句開始，創建了一個hashmap對象： Map<String,String> hashmap = new HashMap<String,String>()

HashMap工作 原理

HashMap的工作原理是近年來常見的Java面試題。幾乎每個Java程式設計師都知道HashMap，都知道哪裡要用HashMap，知道Hashtable和HashMap之間的區別，那麼為何這道面試題如此特殊呢？是因為這道題考察的深度很深。這題經常出現在高階或中高階面試中。投資銀行更喜歡問這個問題，

HashMap工作原理和擴容機制

1. HashMap工作原理 HashMap作為優秀的Java集合框架中的一個重要的成員，在很多程式設計場景下為我們所用。HashMap作為資料結構散列表的一種實現，就其工作原理來講單獨列出一篇部落格來講都是不過分的。由於本文主要是簡單總結其擴容機制，因此對於HashM

HashMap工作原理（轉載）

轉載自：http://www.importnew.com/7099.html  HashMap的工作原理是近年來常見的Java面試題。幾乎每個Java程式設計師都知道HashMap，都知道哪裡要用HashMap，知道Hashtable和HashMap之間的區別， 那麼為何這道面試題如此特殊呢？是因為這道題考

【Java】Java8 HashMap工作原理及實現

1 、概述 從本文你可以學到 什麼時候會使用HashMap？他有什麼特點？ 你知道HashMap的工作原理嗎？ 你知道get和put的原理嗎？equals()和hashCode()的都有什麼作用？ 你知道hash的實現嗎？

HashMap工作原理

文章來源於：http://www.admin10000.com/document/3322.html HashMap的工作原理是近年來常見的Java面試題。幾乎每個Java程式設計師都知道HashMap，都知道哪裡要用HashMap，知道HashTable和HashMa

Java HashMap工作原理及實現

1. 概述 從本文你可以學習到： 什麼時候會使用HashMap？他有什麼特點？你知道HashMap的工作原理嗎？你知道get和put的原理嗎？equals()和hashCode()的都有什麼作用？你知道hash的實現嗎？為什麼要這樣實現？如果HashMap的大小超過了負

Java HashMap工作原理及實現(二)

類宣告 public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable 功能和特點 實現Abs

HashMap工作原理以及與HashTable的區別--面試題

每當往hashmap裡面存放key-value對的時候，都會為它們例項化一個Entry物件，這個Entry物件就會儲存在前面提到的Entry陣列table中。現在你一定很想知道，上面建立的Entry物件將會存放在具體哪個位置（在table中的精確位置）。答案就是，根據ke

Java HashMap的工作原理

exp 怎樣 getname lan blog n) over 關鍵點 ber 本文轉載於：http://www.importnew.com/10620.html 面試的時候經常會遇見諸如：“java中的HashMap是怎麽工作的”，“

HashMap的工作原理

lse dom ase string類型 ner Go none sts @override 我們來看個非常簡單的例子。有一個”國家”(Country)類，我們將要用Country對象作為key，它的首都的名字（String類型）作為value。下面的例子有助於我們理解ke

Java中的HashMap的工作原理是什麽？

內部實現 它的 閾值 索引 查看 解決 family 空間 並且 Java中的HashMap是以鍵值對(key-value)的形式存儲元素的。HashMap需要一個hash函數，它使用hashCode()和equals()方法來向集合/從集合添加和檢索元素。當調用put()

小編帶你HashMap的工作原理

找到 detect 鍵值 錯誤 性能 rap 復雜 發生 使用 HashMap的工作原理是近年來常見的Java面試題。幾乎每個Java程序員都知道HashMap，都知道哪裏要用HashMap，知道Hashtable和HashMap之間的區別，那麽為何這道面試題如此特殊呢？是

【java】 HashMap的工作原理+HashMap和Hashtable的區別+HashMap和HashSet的區別

本文由 ImportNew - 唐小娟 翻譯自 Javarevisited。 HashMap的工作原理是近年來常見的Java面試題。幾乎每個Java程式設計師都知道HashMap，都知道哪裡要用HashMap，知道Hashtable和HashMa

Java 中的 HashMap 的工作原理是什麼?

Java 中的 HashMap 是以鍵值對(key-value)的形式儲存元素的。HashMap 需要一個hash函式，它使用 has hCode()和 equals()方法來向集合/從集合新增和檢索元素。當呼叫 put()方法的時候，HashMap會計算 key 的 hash 值，然後把鍵

Think in Java反芻筆記(6)---HashMap的工作原理-hashcode和equals原理的再次深入

前言 首先再次強調hashcode （==）和equals的真正含義（我記得以前有人會說，equals是判斷物件內容，hashcode是判斷是否相等之類）： equals：是否同一個物件例項。注意，是“例項”。比如String s = new String("test");  

**hashMap的工作原理**

hashMap的工作原理 HashMap是基於hashing的原理，我們使用put(key, value)儲存物件到HashMap中，使用get(key)從HashMap中獲取物件。當我們給put()方法傳遞鍵和值時，我們先對鍵呼叫hashCode()方法，返回的hashCode用於找到bu

java中HashMap、CurrentHashMap 工作原理&&和HashTable、HashSet的區別

HashMap和HashTable的區別 HashMap儲存的是鍵值對（接受null鍵值對），不支援synchronized，速度很快； HashTable不接受null鍵值對，可同步（Synchronized） 雖然HashMap是非Synchronized，但collection

HashMap、HashTable及ConcurrentHashMap區別及工作原理

前言 第一次寫部落格，水平有限可能有理解不到位或理解錯的地方。歡迎各位大神參與討論或指正。 Map在工作中的使用頻率較高，HashMap相關的問題在面試中也經常被問到。所以抽空在網上找資料對它們進行了系統的學習，作出以下幾點總結： HashMap、Hash

面試中怎麼回答HashMap的工作原理

HashMap的工作原理是近年來常見的Java面試題。幾乎每個Java程式設計師都知道HashMap，都知道哪裡要用HashMap，知道HashTable和HashMap之間的區別，那麼為何這道面試題如此特殊呢？是因為這道題考察的深度很深。這題經常出現在高階或中高階面試中。