Java集合類Hashmap是什么

這篇文章主要介紹Java集合類Hashmap是什么，文中介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

一.HashMap 簡(jiǎn)介

HashMap在程序員的開發(fā)過程中是一個(gè)十分常用的集合類,它是一個(gè)以鍵值對(duì)形式存在的集合類,

在開發(fā)中我們可以利用的它的一個(gè)key存在即替換的特性,實(shí)現(xiàn)一個(gè)更新的去重的操作。

在另一個(gè)方便我們可以利用map跟fastJson快速組成我們所需的json數(shù)據(jù)格式。

在jdk1.8之前,HashMap是以數(shù)組+鏈表的形式存在,put進(jìn)來的key的hashCode進(jìn)過擾動(dòng)函數(shù)計(jì)算后得到hash值,然后該值通過(n-1)&hash計(jì)算后的到相應(yīng)的位置(n代表的是數(shù)組長(zhǎng)度),

如果發(fā)生了hash沖突,則先判斷該key是否存在,如果存在那么就覆蓋,否則以“拉鏈法”解決沖突,便組成了鏈表。

但在jdk1.8之后,HashMap就發(fā)生了改變,如果當(dāng)前鏈表的長(zhǎng)度大于閾值（默認(rèn)是8）那么該鏈表就轉(zhuǎn)換成紅黑樹,加快了搜索速度。

二.HashMap屬性

//HashMap的默認(rèn)初始容量 2^4=16
   static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

//HashMap的最大容量
   static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

//默認(rèn)的裝載因子當(dāng)數(shù)組長(zhǎng)度
   static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

// 當(dāng)桶(bucket)上的結(jié)點(diǎn)數(shù)大于這個(gè)值時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)成紅黑樹
   static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

// 當(dāng)桶(bucket)上的結(jié)點(diǎn)數(shù)小于這個(gè)值時(shí)樹轉(zhuǎn)鏈表
   static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

// 桶中結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為紅黑樹對(duì)應(yīng)的table的最小大小
   static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

// 存儲(chǔ)元素的數(shù)組，總是2的冪次倍
   transient Node<k,v>[] table;

// 存放具體元素的集
   transient Set<map.entry<k,v>> entrySet;

// 存放元素的個(gè)數(shù)，注意這個(gè)不等于數(shù)組的長(zhǎng)度。
   transient int size;

// 每次擴(kuò)容和更改map結(jié)構(gòu)的計(jì)數(shù)器
   transient int modCount;

// 臨界值 當(dāng)實(shí)際大小(容量*填充因子)超過臨界值時(shí)，會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容（*當(dāng)size大于等于threshold的時(shí)候，并不一定會(huì)觸發(fā)擴(kuò)容機(jī)制，但是會(huì)很可能就觸發(fā)擴(kuò)容機(jī)制，只要有一個(gè)新建的Entry出現(xiàn)哈希沖突，則立刻resize）
   int threshold;

// 填充因子 當(dāng)Size>=threshold的時(shí)候，那么就要考慮對(duì)數(shù)組的擴(kuò)增了，也就是說，這個(gè)的意思就是 衡量數(shù)組是否需要擴(kuò)增的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)
   final float loadFactor;

三.HashMap的擴(kuò)容機(jī)制

 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

其中tableSizeFor這個(gè)代碼是:

static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
    }

>>>是一個(gè)無視符號(hào)位的位右移動(dòng)符號(hào)  |= 是左右兩個(gè)數(shù)進(jìn)行&操作

這個(gè)方法會(huì)把你傳進(jìn)來的初始化容量變成一個(gè)是2的平方次冪的數(shù) 所以這里就固定死了HashMap的容量必須是2的平方次冪

至于為什么是2的平方次冪的數(shù)原因如下：

1.put方法源碼:

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

看到其中 p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null  這一句   (n - 1) & hash是計(jì)算到一個(gè)位置,如果這個(gè)tab中的位置是空的那么直接做插入操作。

舉個(gè)列子   假設(shè)有16個(gè)位置    有4個(gè)學(xué)生都有各自的學(xué)號(hào)

此時(shí)我們分配位置的時(shí)候可以采用  1%16 = 1；2%16=2；3%16 = 3；4%16=4；給他們分配位置,但是考慮到性能問題。由于%操作比&慢10倍左右，因此采用&運(yùn)算會(huì)提高性能。

通過限制length是一個(gè)2的冪數(shù)， (n - 1) & hash和hash%n結(jié)果是一致的。這就是為什么要限制容量必須是一個(gè)2的冪的原因。

比如2的hashCode是2   那么它對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制是 （0000 0010）

假設(shè)n=16

那么n-1=15對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制是  1111 1111 & 0000 0010 = 1111 1111 = 0010 = 2

2%16=2

得到(n - 1) & hash和hash%n結(jié)果是一致的,考慮到性能所以每次的擴(kuò)容都是以2的冪次方擴(kuò)容。

四.HashMap的簡(jiǎn)單應(yīng)用

public  static void mapMethod() {
		HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
		map.put("zhangsan", 11);
		map.put("lisi", 11);
		//重復(fù)key會(huì)覆蓋
		map.put("zhangsan", 22);
		//便利
		for(String key:map.keySet()) {
			//根據(jù)key獲取value
			System.out.println(key+"=======value:"+map.get(key));
		}
		//containsKey方法判斷當(dāng)前map是否包含該方法
		System.out.println(map.containsKey("zhangsan"));
		//size打印map的長(zhǎng)度
		System.out.println(map.size());
		//移除key
		map.remove("zhangsan");
		//判斷是否存在value
		System.out.println(map.containsValue("22"));
	}

以上是Java集合類Hashmap是什么的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助，更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道！