HashMap和HashSet總結

阿新 • • 發佈：2018-12-03

本文是作者在專案過程中做的總結，內容既有借鑑其他大神的地方，也有自己結合當前專案的思考。若有錯誤的地方，歡迎指正！最後感謝以下作者的分享！！

參考來源1：http://www.importnew.com/7099.html

參考來源2：https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/18323767

參考來源3：https://blog.csdn.net/chenssy/article/details/21988605

1.HashMap

它是基於雜湊表的Map介面的實現，是一種支援快速存取的資料結構，以鍵值對的形式儲存資料。在HashMap中，key-value會被當做一個整體來處理，系統會根據hash演算法來計算key-value的位置，實現通過key快速存、取value。

1.1定義

public class HashMap<K,V>
    extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

HashMap繼承AbstractMap類（AbstractMap實現了Map介面），在這裡又再次實現了Map介面（當初寫這段程式碼的 Josh Bloch說這就是一個寫法錯誤。詳情見https://stackoverflow.com/questions/2165204/why-does-linkedhashsete-extend-hashsete-and-implement-sete

）。

Map介面定義了鍵對映到值的規則，而AbstractMap類提供Map介面的骨幹實現，以最大限度的減少實現此介面所需的工作。

1.2影響HashMap效能的重要引數

1.2.1初始容量

容量表示雜湊表中桶的數量，初始容量是建立雜湊表時的容量。若未指定容量，則預設初始容量為16。

1.2.2載入因子

載入因子是雜湊表在容量自動增加之前可以達到多滿的一種尺度，它衡量的是一個散列表空間的使用程度。載入因子越大表示散列表的裝填程度越高，反之愈小。對於連結串列雜湊來說，查詢一個元素的平均時間是O（1+a），因此如果負載因子越大，對空間的利用更充分，然而後果是查詢效率的降低；如果負載因子太小，那麼散列表的資料將過於稀疏，對空間造成嚴重浪費。系統預設負載因子為0.75，一般情況下我們是無需修改的。

1.3資料結構

每次新建一個HashMap，都會初始化一個table陣列。table陣列的元素為Entry節點。其中Entry為HashMap的內部類，它包含了鍵key，值value，下一個節點next以及hash值。正是由於Entry才構成了table陣列的項為連結串列。

1.4儲存實現：put(key,value)

當我們向一個HashMap新增一對key-value時，首先根據key計算hash值，然後根據hash值確定在table陣列中的位置，即bucket的位置。若該位置沒有元素，則直接插入，否則迭代此處的entry節點構成的連結串列。若兩個hash值相等且key值相等(e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))，則用新的entry的value覆蓋原來節點的value。如果兩個hash值相等但key值不等，則將該節點插入連結串列的鏈頭。

1.5讀取實現：get(key)

讀取的前提是：hashcode相同，bucket位置相同。hashcode相同，key不一定相同；key相同，hashcode一定相同。

通過key的hash值找到table陣列中的索引處的連結串列，遍歷連結串列，找到hash和key值相等的Entry節點。

1.6相關面試題

1.6.1你知道HashMap的工作原理嗎？

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方法傳遞鍵值時，我們先對鍵呼叫hashcode()方法，返回的hash值用於找到bucket位置來儲存Entry物件。

1.6.2當兩個物件的hashcode相同會發生什麼？

因為hashcode相同，bucket位置相同，‘碰撞’會發生。遍歷bucket位置的連結串列，由Entry節點構成的連結串列，若hash值和key值相等，則用新的Entry節點的value替換原來節點的value，否則將新的Entry節點插入連結串列的表頭。

1.6.3如果兩個鍵的hashcode相同，你如何獲取值物件？

通過hashcode找到bucke位置，遍歷連結串列，判斷key值是否相等，直到找到值物件。

1.6.4如果HashMap的大小超過了負載因子(load factor)定義的容量，怎麼辦？

預設的負載因子大小為0.75，也就是說，當一個map填滿了75%的bucket時候，和其它集合類(如ArrayList等)一樣，將會建立原來HashMap大小的兩倍的bucket陣列，來重新調整map的大小，並將原來的物件放入新的bucket陣列中。這個過程叫作rehashing，因為它呼叫hash方法找到新的bucket位置。

1.7Java8新特性：Map computeIfAbsent方法說明

參考來源：https://blog.csdn.net/weixin_38229356/article/details/81129320

1.8什麼時候用HashMap？

1.當一個函式需要return多個引數時，可以通過Map返回。

2.當函式形參較多或者不確定個數時，可以通過Map傳參。

3.對大量資料進行分組整理，例如：本專案中的供應商資訊根據能提供的原料id進行分組。

4.實現下拉列表key-value可以通過List<Map>的方式實現。

5.字典值通過value找name ：Map<String,Map<String,String>>

例如：訂單型別（order_type）:日（day）周（week）月（month） firstMap.put("order_type",secondMap)

secondMap.put("day","日")，secondMap.put("week","周")，secondMap.put("month","月")

6.將List/array轉為Map，將判斷依據放到key，要獲取的資訊放到value，利用Map快速存取的特性實現快速判斷集合中是否包含某個元素，從而提高程式的執行效率。

7.JSONArray->JSONObject->JSONString的轉換：將JSONArray放到map中，由於JSONObject本身就是一個map，再通過JSON.toJSONString()方法將JSON物件轉化為JSON字串。

2.HashSet

HashSet是基於HashMap來實現的，底層採用HashMap來儲存元素。

2.1定義

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable

Set介面是一種不包含重複元素的collection，它維持它自己的內部排序，所以隨機訪問沒有意義。簡而言之，HashSet是無序、不重複的集合。（HashMap是按照HashCode大小進行排序）

2.2基本屬性

//基於HashMap實現，底層使用HashMap儲存所有元素
private transient HashMap<E,Object> map;
 
 //定義一個Object物件作為HashMap的value
 private static final Object PRESENT = new Object();

HashSet中的所有元素都是儲存在HashMap的key中，value則是使用的PRESENT物件。由於HashMap中key不會重複，因此滿足了HashSet中元素不會重複的特性。

2.3什麼時候用HashSet？

當集合元素需要去重且對元素的順序沒有要求時使用！例如：本專案中的獲取所有原料單位、商品單位、選單id。