HashMap面試相關整理

問題1：HashMap的基本原理和Hash衝突。

• 結構:鍵值對 Key,value 結構。陣列+連結串列
• 初始容量:static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
• 最大值 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
• 負載因子: static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
• 父類: 繼承自AbstractMap<K,V> 實現介面Map<K,V>
• HashMap執行緒不安全，ConcurrentHashMap(Segment分段鎖)執行緒安全、效率高、HashTable(synchronized)執行緒安全、效率低。
• 允許NULL Key和Value

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

• 封裝一個實體類

package com.javaee.collections.map;
/**
* 
* @Title: MapElement  
* @Description: TODO(檢測Hash衝突)  
* @author X-Dragon  
* @version V1.0  
*
*/
 

public class MapElement {
   private int id;
   private String name;
   
   public MapElement() {
   	super();
   }
   public MapElement(int id, String name) {
   	super();
   	this.id = id;
   	this.name = name;
   }
   public int getId() {
   	return id;
   }
   public void setId(int id) {
   	this
 
.id = id;
   }
   public String getName() {
   	return name;
   }
   public void setName(String name) {
   	this.name = name;
   }
//	@Override
//	public int hashCode() {
//		final int prime = 31;
//		int result = 1;
//		result = prime * result + id;
//		result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
//		return result;
//	}
   /**
    * 
    * @Title: hashCode  
    * @Description: TODO(返回值都是1,用於測試Hash衝突)  
    * @return   
    * @see java.lang.Object#hashCode()
    */
   @Override
   public int hashCode() {
   	return 1;
   }
   @Override
   public boolean equals(Object obj) {
   	if (this == obj)
   		return true;
   	if (obj == null)
   		return false;
   	if (getClass() != obj.getClass())
   		return false;
   	MapElement other = (MapElement) obj;
   	if (id != other.id)
   		return false;
   	if (name == null) {
   		if (other.name != null)
   			return false;
   	} else if (!name.equals(other.name))
   		return false;
   	return true;
   }
   @Override
   public String toString() {
   	return "MapElement [id=" + id + ", name=" + name + "]";
   }
   
}

• 測試類

package com.javaee.collections.map;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class HashMapTest {

   public static void main(String[] args) {
   	// TODO Auto-generated method stub
   	HashMap<MapElement, String> map = new HashMap<MapElement, String>();
   	MapElement mapElement1 = new MapElement(1, "xielong1");//A 放入
   	MapElement mapElement2 = new MapElement(2, "xielong2");//B 放入
   	MapElement mapElement3 = new MapElement(2, "xielong2");//C 不放入
   	MapElement mapElement4 = new MapElement(2, "xielong4");//D 放入
   	if(mapElement1.hashCode()==mapElement2.hashCode()){
   		System.out.println("hashCode相等:");
   	}
   	map.put(mapElement1, mapElement1.getName());
   	map.put(mapElement2, mapElement2.getName());
   	map.put(mapElement3, mapElement3.getName());
   	map.put(mapElement4, mapElement4.getName());
   	map.put(null, null);//放入NULL
//		map.put(null);//語法報錯
   	System.out.println(map.size());//包含NULL4個 不算NULL 三個
   	for(Map.Entry<MapElement, String> entry:map.entrySet()){//遍歷元素
   		System.out.println("Key:"+entry.getKey()+"Value:"+entry.getValue());
   	}
   }

}

• 結論:

• put方法

  • 判斷是否可以放入MAP集合。首先判斷key的hashCode()是否衝突，不衝突直接放入。如果hashCode()一致，然後判斷equals()方法是否相等。如果equals()不相等，就根據Key的hashCode()找到對應的位置放入KEY衝突的資料。
  • 當建立 HashMap 時，有一個預設的負載因子（load factor），其預設值為 0.75，這是時間和空間成本上一種折衷：增大負載因子可以減少 Hash 表（就是那個 Entry 陣列）所佔用的記憶體空間，但會增加查詢資料的時間開銷，而查詢是最頻繁的的操作（HashMap 的 get() 與 put() 方法都要用到查詢）；減小負載因子會提高資料查詢的效能，但會增加 Hash 表所佔用的記憶體空間。
  • equals()和hashCode()方法都要一起重寫。

• get方法

  • 根據Key找到對應的hashCode(）方法找到bucket位置，然後獲取值物件。

  • 如果兩個鍵的hashcode相同，當我們呼叫get()方法找到bucket位置之後，會呼叫keys.equals()方法去找到連結串列中正確的節點，最終找到要找的值物件。

  • 許多情況下，面試者會在這個環節中出錯，因為他們混淆了hashCode()和equals()方法。因為在此之前hashCode()屢屢出現，而equals()方法僅僅在獲取值物件的時候才出現。一些優秀的開發者會指出使用不可變的、宣告作final的物件，並且採用合適的equals()和hashCode()方法的話，將會減少碰撞的發生，提高效率。不可變性使得能夠快取不同鍵的hashcode，這將提高整個獲取物件的速度，使用String，Interger這樣的wrapper類作為鍵是非常好的選擇。

• HashMap怎麼進行動態擴容

  • 擴容的方式是新建一個newTab，是oldTab的2倍。遍歷oldTab，將oldTab賦值進對應位置的newTab。與ArrayList中的擴容邏輯基本一致，只不過ArrayList是當前容量+(當前容量>>1)。
  • JDK1.8使用了紅黑樹(自平衡二叉查詢樹)TreeMap相對複雜。

問題2：HashMap、HashTable、HashSet區別

• A:HashSet是set的一個實現類,hashMap是Map的一個實現類,同時hashMap是hashTable的替代品。
• HashMap執行緒不安全，允許空KEY和空VALUE，不允許放入一整個NULL，CurrentHashMap執行緒安全、效率高、HashTable執行緒安全、效率低、不允許放入任何空值。
• HashMap和Hashtable的區別
  • 1 繼承和實現方式不同
  • HashMap 繼承於AbstractMap，實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable介面。
    Hashtable 繼承於Dictionary，實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable介面。
    https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3311126.html
  • 2 HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsvalue和containsKey。因為contains方法容易讓人引起誤解。
  • 3 Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap是Java1.2引進的Map interface的一個實現。
    最大的不同是，Hashtable的方法是Synchronize的，而HashMap不是，在多個執行緒訪問Hashtable時，不需要自己為它的方法實現同步，而HashMap 就必須為之提供外同步。
    Hashtable和HashMap採用的hash/rehash演算法都大概一樣，所以效能不會有很大的差異。
  • 就HashMap與HashTable主要從三方面來說。
    一.歷史原因:Hashtable是基於陳舊的Dictionary類的，HashMap是Java 1.2引進的Map介面的一個實現
    二.同步性:Hashtable是執行緒安全的，也就是說是同步的，而HashMap是執行緒序不安全的，不是同步的
    三.值：只有HashMap可以讓你將空值作為一個表的條目的key或value