Java之HashMap案例詳解
概述
這篇文章,我們打算探索一下Java集合(Collections)框架中Map接口中HashMap的實現。Map雖然是Collctions框架的一部分,但是Map並沒有實現Collection接口,而Set和List是實現Collection接口的。
簡單來說,HashMap主要通過key存儲value值,並且提供瞭添加,獲取和操作存儲value的方法。HashMap的實現基於HashTable。
HashMap內部呈現
Key-value對在內部是以buckets的方式存儲在一起,最終成為一個表。存儲和檢索操作的時間是固定的,也就是時間復雜度為O(1)。
這篇文章暫時不過於涉及HashMap的底層,我們先對HashMap有個整體認知。
put方法
Map中通過put方法來存儲一個value。
/** * 建立鍵值對應關系,如果之前已經存在對應的key, * 返回之前存儲的value,之前如果不存在對應的key,返回null */ public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); }
知識點一: 當Map的調用put方法的時候,key對象被調用hashCode()方法,獲得一個hash值供hashmap使用。
我們創建一個對象來證實一下。
public class MyKey { private int id; @Override public int hashCode() { System.out.println("調用 hashCode()"); return id; } // constructor, setters and getters } @Test public void mapKeyTest(){ HashMap<MyKey,String> map = new HashMap<MyKey, String>(); String retV = map.put(new MyKey(1),"value1"); }
可以看到控制臺的輸出信息
調用 hashCode()
知識點二: hash()方法計算出的hash值可以標識它在buckets數組中的索引位置。
HashMap的hash()方法如下:可以與put方法進行關聯。
static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); }
HashMap有一個特點,它可以存儲null的key和null的value。當key時null的時候,執行put方法,它會自動分配hash為0. 這也意味著key為null的時候沒有hash操作,這樣就避免瞭空指針異常。
get() 方法
為瞭獲取存儲在hashMap中的對象,我們需要知道與它對應的key。然後通過get方法把對應的key傳到參數裡。調用HashMap的get方法的時候,也會調用key對象的hashCode方法。
@Test public void mapKeyTest(){ HashMap<MyKey,String> map = new HashMap<MyKey, String>(); MyKey key1 = new MyKey(1); map.put(key1,"value1"); String retV = map.get(key1); }
控制臺上可以看到兩行輸出
調用 hashCode() 調用 hashCode()
HashMap中的集合視圖
HashMap提供瞭三種方式,讓我們可以把key和value作為其它集合來使用。
Set<K> keys = map.keySet() Collection<V> values = map.values() Set<Entry<K, V>> entries = map.entrySet();
註意: 在iteators創建完畢後,對map的任何結構修改,都會拋出一個異常。
@Test public void givenIterator_whenFailsFastOnModification_thenCorrect() { Map<String, String> map = new HashMap<>(); map.put("name", "baeldung"); map.put("type", "blog"); Set<String> keys = map.keySet(); Iterator<String> it = keys.iterator(); map.remove("type"); while (it.hasNext()) { String key = it.next(); } } // 會拋出java.util.ConcurrentModificationException異常
HashMap中唯一允許的修改是在iterator中移除元素。
public void givenIterator_whenRemoveWorks_thenCorrect() { Map<String, String> map = new HashMap<>(); map.put("name", "baeldung"); map.put("type", "blog"); Set<String> keys = map.keySet(); Iterator<String> it = keys.iterator(); while (it.hasNext()) { it.next(); it.remove(); } assertEquals(0, map.size()); }
HashMap在iterator上的性能相比於LinkedHashMap和treeMap,性能非常糟糕。最差情況下為O(n),n為hashmap中條目的個數。
HashMap性能
HashMap的性能主要有兩個參數影響,初始容量和負載因子。初始容量為Map底層桶數組的長度,負載因子為當桶容量的長度為多大的時候,重新開辟新的空間。
int threshold; final float loadFactor;
默認的初始容量為16,默認的負載因子為0.75. 我們也可以自定義它們的值。
Map<String,String> hashMapWithCapacity=new HashMap<>(32); Map<String,String> hashMapWithCapacityAndLF=new HashMap<>(32, 0.5f);
初始容量:
大的初始容量用於條目數較多,但是少量迭代(iteration)
小的初始容量用於條目數較少,但是多次迭代(iteration)
負載因子:
0.75是一個很折衷的方案瞭。在我們初始化HashMap的時候,初始容量和負載因子都應該考慮在內,比如為瞭減少重新hash的操作,初始容量乘以負載因子應該大於能存儲的最大條目數,這樣就不會發生重新hash的操作。
最後
HashMap內部有很多東西值得探索,這篇僅僅對HashMap做瞭一層表面的分析。接下來會深入分析。
到此這篇關於Java之HashMap案例詳解的文章就介紹到這瞭,更多相關Java之HashMap內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!
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