Java 中的HashMap詳解和使用示例_動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理

更新時(shí)間：2017年05月10日 14:13:03 投稿：mrr

這篇文章主要介紹了Java 中的HashMap詳解和使用示例_動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理,需要的朋友可以參考下

第1部分 HashMap介紹

HashMap簡(jiǎn)介

HashMap 是一個(gè)散列表，它存儲(chǔ)的內(nèi)容是鍵值對(duì)(key-value)映射。

HashMap 繼承于AbstractMap，實(shí)現(xiàn)了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。

HashMap 的實(shí)現(xiàn)不是同步的，這意味著它不是線程安全的。它的key、value都可以為null。此外，HashMap中的映射不是有序的。

HashMap 的實(shí)例有兩個(gè)參數(shù)影響其性能：“初始容量” 和 “加載因子”。容量是哈希表中桶的數(shù)量，初始容量只是哈希表在創(chuàng)建時(shí)的容量。加載因子是哈希表在其容量自動(dòng)增加之前可以達(dá)到多滿的一種尺度。當(dāng)哈希表中的條目數(shù)超出了加載因子與當(dāng)前容量的乘積時(shí)，則要對(duì)該哈希表進(jìn)行 rehash 操作（即重建內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），從而哈希表將具有大約兩倍的桶數(shù)。通常，默認(rèn)加載因子是 0.75, 這是在時(shí)間和空間成本上尋求一種折衷。加載因子過高雖然減少了空間開銷，但同時(shí)也增加了查詢成本（在大多數(shù) HashMap 類的操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了這一點(diǎn)）。在設(shè)置初始容量時(shí)應(yīng)該考慮到映射中所需的條目數(shù)及其加載因子，以便最大限度地減少 rehash 操作次數(shù)。如果初始容量大于最大條目數(shù)除以加載因子，則不會(huì)發(fā)生 rehash 操作。

HashMap的構(gòu)造函數(shù)

HashMap共有4個(gè)構(gòu)造函數(shù),如下：

// 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。
HashMap()
// 指定“容量大小”的構(gòu)造函數(shù)
HashMap(int capacity)
// 指定“容量大小”和“加載因子”的構(gòu)造函數(shù)
HashMap(int capacity, float loadFactor)
// 包含“子Map”的構(gòu)造函數(shù)
HashMap(Map<? extends K, ? extends V> map)

HashMap的API

void   clear()
Object  clone()
boolean  containsKey(Object key)
boolean  containsValue(Object value)
Set<Entry<K, V>> entrySet()
V   get(Object key)
boolean  isEmpty()
Set<K>  keySet()
V   put(K key, V value)
void   putAll(Map<? extends K, ? extends V> map)
V   remove(Object key)
int   size()
Collection<V> values()

第2部分 HashMap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

HashMap的繼承關(guān)系

java.lang.Object
 java.util.AbstractMap<K, V>
  java.util.HashMap<K, V>
public class HashMap<K,V>
 extends AbstractMap<K,V>
 implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable { }

HashMap與Map關(guān)系如下圖：

從圖中可以看出：

(01) HashMap繼承于AbstractMap類，實(shí)現(xiàn)了Map接口。Map是"key-value鍵值對(duì)"接口，AbstractMap實(shí)現(xiàn)了"鍵值對(duì)"的通用函數(shù)接口。

(02) HashMap是通過"拉鏈法"實(shí)現(xiàn)的哈希表。它包括幾個(gè)重要的成員變量：table, size, threshold, loadFactor, modCount。

　　table是一個(gè)Entry[]數(shù)組類型，而Entry實(shí)際上就是一個(gè)單向鏈表。哈希表的"key-value鍵值對(duì)"都是存儲(chǔ)在Entry數(shù)組中的。

　　size是HashMap的大小，它是HashMap保存的鍵值對(duì)的數(shù)量。

　　threshold是HashMap的閾值，用于判斷是否需要調(diào)整HashMap的容量。threshold的值="容量*加載因子"，當(dāng)HashMap中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)量達(dá)到threshold時(shí)，就需要將HashMap的容量加倍。

　　loadFactor就是加載因子。

　　modCount是用來實(shí)現(xiàn)fail-fast機(jī)制的。

第3部分 HashMap源碼解析(基于JDK1.6.0_45)

為了更了解HashMap的原理，下面對(duì)HashMap源碼代碼作出分析。

在閱讀源碼時(shí)，建議參考后面的說明來建立對(duì)HashMap的整體認(rèn)識(shí)，這樣更容易理解HashMap。

 package java.util;
 import java.io.*;
 public class HashMap<K,V>
 extends AbstractMap<K,V>
 implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
 {
 // 默認(rèn)的初始容量是16，必須是2的冪。
 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
 // 最大容量（必須是2的冪且小于2的30次方，傳入容量過大將被這個(gè)值替換）
 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
 // 默認(rèn)加載因子
 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
 // 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的Entry數(shù)組，長(zhǎng)度是2的冪。
 // HashMap是采用拉鏈法實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)Entry本質(zhì)上是一個(gè)單向鏈表
 transient Entry[] table;
 // HashMap的大小，它是HashMap保存的鍵值對(duì)的數(shù)量
 transient int size;
 // HashMap的閾值，用于判斷是否需要調(diào)整HashMap的容量（threshold = 容量*加載因子）
 int threshold;
 // 加載因子實(shí)際大小
 final float loadFactor;
 // HashMap被改變的次數(shù)
 transient volatile int modCount;
 // 指定“容量大小”和“加載因子”的構(gòu)造函數(shù)
 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
  if (initialCapacity < 0)
  throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
       initialCapacity);
  // HashMap的最大容量只能是MAXIMUM_CAPACITY
  if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
  initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
  if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
  throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
       loadFactor);
  // 找出“大于initialCapacity”的最小的2的冪
 int capacity = 1;
 while (capacity < initialCapacity)
  capacity <<= 1;
  // 設(shè)置“加載因子”
  this.loadFactor = loadFactor;
  // 設(shè)置“HashMap閾值”，當(dāng)HashMap中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)量達(dá)到threshold時(shí)，就需要將HashMap的容量加倍。
  threshold = (int)(capacity * loadFactor);
  // 創(chuàng)建Entry數(shù)組，用來保存數(shù)據(jù)
  table = new Entry[capacity];
  init();
 }
 // 指定“容量大小”的構(gòu)造函數(shù)
 public HashMap(int initialCapacity) {
  this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
 }
 // 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。
 public HashMap() {
  // 設(shè)置“加載因子”
  this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
  // 設(shè)置“HashMap閾值”，當(dāng)HashMap中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)量達(dá)到threshold時(shí)，就需要將HashMap的容量加倍。
  threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
  // 創(chuàng)建Entry數(shù)組，用來保存數(shù)據(jù)
  table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
  init();
 }
 // 包含“子Map”的構(gòu)造函數(shù)
 public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
  this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + ,
   DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
  // 將m中的全部元素逐個(gè)添加到HashMap中
  putAllForCreate(m);
 }
 static int hash(int h) {
  h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
  return h ^ (h >>> ) ^ (h >>> );
 }
 // 返回索引值
 // h & (length-)保證返回值的小于length
 static int indexFor(int h, int length) {
  return h & (length-);
 }
 public int size() {
  return size;
 }
 public boolean isEmpty() {
 return size == 0;
 }
 // 獲取key對(duì)應(yīng)的value
 public V get(Object key) {
  if (key == null)
  return getForNullKey();
  // 獲取key的hash值
  int hash = hash(key.hashCode());
  // 在“該hash值對(duì)應(yīng)的鏈表”上查找“鍵值等于key”的元素
  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;
 }
 // 獲取“key為null”的元素的值
 // HashMap將“key為null”的元素存儲(chǔ)在table[]位置！
 private V getForNullKey() {
 for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
  if (e.key == null)
   return e.value;
  }
  return null;
 }
 // HashMap是否包含key
 public boolean containsKey(Object key) {
  return getEntry(key) != null;
 }
 // 返回“鍵為key”的鍵值對(duì)
 final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
  // 獲取哈希值
  // HashMap將“key為null”的元素存儲(chǔ)在table[0]位置，“key不為null”的則調(diào)用hash()計(jì)算哈希值
 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
  // 在“該hash值對(duì)應(yīng)的鏈表”上查找“鍵值等于key”的元素
  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 != null && key.equals(k))))
   return e;
  }
  return null;
 }
 // 將“key-value”添加到HashMap中
 public V put(K key, V value) {
  // 若“key為null”，則將該鍵值對(duì)添加到table[]中。
  if (key == null)
  return putForNullKey(value);
  // 若“key不為null”，則計(jì)算該key的哈希值，然后將其添加到該哈希值對(duì)應(yīng)的鏈表中。
  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;
  // 若“該key”對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì)已經(jīng)存在，則用新的value取代舊的value。然后退出！
  if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
   V oldValue = e.value;
   e.value = value;
   e.recordAccess(this);
   return oldValue;
  }
  }
  // 若“該key”對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì)不存在，則將“key-value”添加到table中
  modCount++;
  addEntry(hash, key, value, i);
  return null;
 }
 // putForNullKey()的作用是將“key為null”鍵值對(duì)添加到table[]位置
 private V putForNullKey(V value) {
  for (Entry<K,V> e = table[]; e != null; e = e.next) {
  if (e.key == null) {
   V oldValue = e.value;
   e.value = value;
   e.recordAccess(this);
   return oldValue;
  }
  }
  // 這里的完全不會(huì)被執(zhí)行到!
  modCount++;
  addEntry(0, null, value, 0);
  return null;
 }
 // 創(chuàng)建HashMap對(duì)應(yīng)的“添加方法”，
 // 它和put()不同。putForCreate()是內(nèi)部方法，它被構(gòu)造函數(shù)等調(diào)用，用來創(chuàng)建HashMap
 // 而put()是對(duì)外提供的往HashMap中添加元素的方法。
 private void putForCreate(K key, V value) {
 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
  int i = indexFor(hash, table.length);
  // 若該HashMap表中存在“鍵值等于key”的元素，則替換該元素的value值
  for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
  Object k;
  if (e.hash == hash &&
   ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
   e.value = value;
   return;
  }
  }
  // 若該HashMap表中不存在“鍵值等于key”的元素，則將該key-value添加到HashMap中
  createEntry(hash, key, value, i);
 }
 // 將“m”中的全部元素都添加到HashMap中。
 // 該方法被內(nèi)部的構(gòu)造HashMap的方法所調(diào)用。
 private void putAllForCreate(Map<? extends K, ? extends V> m) {
  // 利用迭代器將元素逐個(gè)添加到HashMap中
  for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
  Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();
  putForCreate(e.getKey(), e.getValue());
  }
 }
 // 重新調(diào)整HashMap的大小，newCapacity是調(diào)整后的單位
 void resize(int newCapacity) {
  Entry[] oldTable = table;
  int oldCapacity = oldTable.length;
  if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
  threshold = Integer.MAX_VALUE;
  return;
  }
  // 新建一個(gè)HashMap，將“舊HashMap”的全部元素添加到“新HashMap”中，
  // 然后，將“新HashMap”賦值給“舊HashMap”。
  Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
  transfer(newTable);
  table = newTable;
  threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
 }
 // 將HashMap中的全部元素都添加到newTable中
 void transfer(Entry[] newTable) {
  Entry[] src = table;
  int newCapacity = newTable.length;
  for (int j = ; j < src.length; j++) {
  Entry<K,V> e = src[j];
  if (e != null) {
   src[j] = null;
   do {
   Entry<K,V> next = e.next;
   int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
   e.next = newTable[i];
   newTable[i] = e;
   e = next;
   } while (e != null);
  }
  }
 }
 // 將"m"的全部元素都添加到HashMap中
 public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
  // 有效性判斷
  int numKeysToBeAdded = m.size();
 if (numKeysToBeAdded == 0)
  return;
  // 計(jì)算容量是否足夠，
  // 若“當(dāng)前實(shí)際容量 < 需要的容量”，則將容量x。
  if (numKeysToBeAdded > threshold) {
  int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + );
  if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
   targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
  int newCapacity = table.length;
  while (newCapacity < targetCapacity)
   newCapacity <<= ;
  if (newCapacity > table.length)
   resize(newCapacity);
  }
  // 通過迭代器，將“m”中的元素逐個(gè)添加到HashMap中。
  for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
  Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();
  put(e.getKey(), e.getValue());
  }
 }
 // 刪除“鍵為key”元素
 public V remove(Object key) {
  Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
  return (e == null ? null : e.value);
 }
 // 刪除“鍵為key”的元素
 final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
  // 獲取哈希值。若key為null，則哈希值為；否則調(diào)用hash()進(jìn)行計(jì)算
  int hash = (key == null) ? : hash(key.hashCode());
  int i = indexFor(hash, table.length);
  Entry<K,V> prev = table[i];
  Entry<K,V> e = prev;
  // 刪除鏈表中“鍵為key”的元素
  // 本質(zhì)是“刪除單向鏈表中的節(jié)點(diǎn)”
  while (e != null) {
  Entry<K,V> next = e.next;
  Object k;
  if (e.hash == hash &&
   ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
   modCount++;
   size--;
   if (prev == e)
   table[i] = next;
   else
   prev.next = next;
   e.recordRemoval(this);
   return e;
  }
  prev = e;
  e = next;
  }
  return e;
 }
 // 刪除“鍵值對(duì)”
 final Entry<K,V> removeMapping(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
  return null;
  Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;
  Object key = entry.getKey();
  int hash = (key == null) ? : hash(key.hashCode());
  int i = indexFor(hash, table.length);
  Entry<K,V> prev = table[i];
  Entry<K,V> e = prev;
  // 刪除鏈表中的“鍵值對(duì)e”
  // 本質(zhì)是“刪除單向鏈表中的節(jié)點(diǎn)”
  while (e != null) {
  Entry<K,V> next = e.next;
  if (e.hash == hash && e.equals(entry)) {
   modCount++;
   size--;
   if (prev == e)
   table[i] = next;
   else
   prev.next = next;
   e.recordRemoval(this);
   return e;
  }
  prev = e;
  e = next;
  }
  return e;
 }
 // 清空HashMap，將所有的元素設(shè)為null
 public void clear() {
  modCount++;
  Entry[] tab = table;
  for (int i = 0; i < tab.length; i++)
  tab[i] = null;
  size = 0;
 }
 // 是否包含“值為value”的元素
 public boolean containsValue(Object value) {
 // 若“value為null”，則調(diào)用containsNullValue()查找
 if (value == null)
  return containsNullValue();
 // 若“value不為null”，則查找HashMap中是否有值為value的節(jié)點(diǎn)。
 Entry[] tab = table;
 for (int i = 0; i < tab.length ; i++)
  for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
   if (value.equals(e.value))
   return true;
 return false;
 }
 // 是否包含null值
 private boolean containsNullValue() {
 Entry[] tab = table;
  for (int i = ; i < tab.length ; i++)
  for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
   if (e.value == null)
   return true;
 return false;
 }
 // 克隆一個(gè)HashMap，并返回Object對(duì)象
 public Object clone() {
  HashMap<K,V> result = null;
  try {
  result = (HashMap<K,V>)super.clone();
  } catch (CloneNotSupportedException e) {
  // assert false;
  }
  result.table = new Entry[table.length];
  result.entrySet = null;
  result.modCount = 0;
  result.size = 0;
  result.init();
  // 調(diào)用putAllForCreate()將全部元素添加到HashMap中
  result.putAllForCreate(this);
  return result;
 }
 // Entry是單向鏈表。
 // 它是 “HashMap鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)法”對(duì)應(yīng)的鏈表。
 // 它實(shí)現(xiàn)了Map.Entry 接口，即實(shí)現(xiàn)getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()這些函數(shù)
 static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
  final K key;
  V value;
  // 指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  Entry<K,V> next;
  final int hash;
  // 構(gòu)造函數(shù)。
  // 輸入?yún)?shù)包括"哈希值(h)", "鍵(k)", "值(v)", "下一節(jié)點(diǎn)(n)"
  Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
  value = v;
  next = n;
  key = k;
  hash = h;
  }
  public final K getKey() {
  return key;
  }
  public final V getValue() {
  return value;
  }
  public final V setValue(V newValue) {
  V oldValue = value;
  value = newValue;
  return oldValue;
  }
  // 判斷兩個(gè)Entry是否相等
  // 若兩個(gè)Entry的“key”和“value”都相等，則返回true。
  // 否則，返回false
  public final boolean equals(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
   return false;
  Map.Entry e = (Map.Entry)o;
  Object k1 = getKey();
  Object k2 = e.getKey();
  if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
   Object v1 = getValue();
  Object v2 = e.getValue();
  if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
   return true;
  }
  return false;
  }
  // 實(shí)現(xiàn)hashCode()
  public final int hashCode() {
  return (key==null ? 0 : key.hashCode()) ^
   (value==null ? 0 : value.hashCode());
  }
  public final String toString() {
  return getKey() + "=" + getValue();
  }
  // 當(dāng)向HashMap中添加元素時(shí)，繪調(diào)用recordAccess()。
  // 這里不做任何處理
  void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
  }
  // 當(dāng)從HashMap中刪除元素時(shí)，繪調(diào)用recordRemoval()。
  // 這里不做任何處理
  void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
  }
 }
 // 新增Entry。將“key-value”插入指定位置，bucketIndex是位置索引。
 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
  // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
  Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
  // 設(shè)置“bucketIndex”位置的元素為“新Entry”，
  // 設(shè)置“e”為“新Entry的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)”
  table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
  // 若HashMap的實(shí)際大小 不小于 “閾值”，則調(diào)整HashMap的大小
  if (size++ >= threshold)
  resize( * table.length);
 }
 // 創(chuàng)建Entry。將“key-value”插入指定位置，bucketIndex是位置索引。
 // 它和addEntry的區(qū)別是：
 // () addEntry()一般用在 新增Entry可能導(dǎo)致“HashMap的實(shí)際容量”超過“閾值”的情況下。
 // 例如，我們新建一個(gè)HashMap，然后不斷通過put()向HashMap中添加元素；
 // put()是通過addEntry()新增Entry的。
 // 在這種情況下，我們不知道何時(shí)“HashMap的實(shí)際容量”會(huì)超過“閾值”；
 // 因此，需要調(diào)用addEntry()
 // () createEntry() 一般用在 新增Entry不會(huì)導(dǎo)致“HashMap的實(shí)際容量”超過“閾值”的情況下。
 // 例如，我們調(diào)用HashMap“帶有Map”的構(gòu)造函數(shù)，它繪將Map的全部元素添加到HashMap中；
 // 但在添加之前，我們已經(jīng)計(jì)算好“HashMap的容量和閾值”。也就是，可以確定“即使將Map中
 // 的全部元素添加到HashMap中，都不會(huì)超過HashMap的閾值”。
 // 此時(shí)，調(diào)用createEntry()即可。
 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
  // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
  Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
  // 設(shè)置“bucketIndex”位置的元素為“新Entry”，
  // 設(shè)置“e”為“新Entry的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)”
  table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
  size++;
 }
 // HashIterator是HashMap迭代器的抽象出來的父類，實(shí)現(xiàn)了公共了函數(shù)。
 // 它包含“key迭代器(KeyIterator)”、“Value迭代器(ValueIterator)”和“Entry迭代器(EntryIterator)”個(gè)子類。
 private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {
  // 下一個(gè)元素
  Entry<K,V> next;
  // expectedModCount用于實(shí)現(xiàn)fast-fail機(jī)制。
  int expectedModCount;
  // 當(dāng)前索引
  int index;
  // 當(dāng)前元素
  Entry<K,V> current;
  HashIterator() {
  expectedModCount = modCount;
  if (size > ) { // advance to first entry
   Entry[] t = table;
   // 將next指向table中第一個(gè)不為null的元素。
   // 這里利用了index的初始值為，從開始依次向后遍歷，直到找到不為null的元素就退出循環(huán)。
   while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
   ;
  }
  }
  public final boolean hasNext() {
  return next != null;
  }
  // 獲取下一個(gè)元素
  final Entry<K,V> nextEntry() {
  if (modCount != expectedModCount)
   throw new ConcurrentModificationException();
  Entry<K,V> e = next;
  if (e == null)
   throw new NoSuchElementException();
  // 注意?。。?
  // 一個(gè)Entry就是一個(gè)單向鏈表
  // 若該Entry的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)不為空，就將next指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn);
  // 否則，將next指向下一個(gè)鏈表(也是下一個(gè)Entry)的不為null的節(jié)點(diǎn)。
  if ((next = e.next) == null) {
   Entry[] t = table;
   while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
   ;
  }
  current = e;
  return e;
  }
  // 刪除當(dāng)前元素
  public void remove() {
  if (current == null)
   throw new IllegalStateException();
  if (modCount != expectedModCount)
   throw new ConcurrentModificationException();
  Object k = current.key;
  current = null;
  HashMap.this.removeEntryForKey(k);
  expectedModCount = modCount;
  }
 }
 // value的迭代器
 private final class ValueIterator extends HashIterator<V> {
  public V next() {
  return nextEntry().value;
  }
 }
 // key的迭代器
 private final class KeyIterator extends HashIterator<K> {
  public K next() {
  return nextEntry().getKey();
  }
 }
 // Entry的迭代器
 private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
  public Map.Entry<K,V> next() {
  return nextEntry();
  }
 }
 // 返回一個(gè)“key迭代器”
 Iterator<K> newKeyIterator() {
  return new KeyIterator();
 }
 // 返回一個(gè)“value迭代器”
 Iterator<V> newValueIterator() {
  return new ValueIterator();
 }
 // 返回一個(gè)“entry迭代器”
 Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() {
  return new EntryIterator();
 }
 // HashMap的Entry對(duì)應(yīng)的集合
 private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null;
 // 返回“key的集合”，實(shí)際上返回一個(gè)“KeySet對(duì)象”
 public Set<K> keySet() {
  Set<K> ks = keySet;
  return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));
 }
 // Key對(duì)應(yīng)的集合
 // KeySet繼承于AbstractSet，說明該集合中沒有重復(fù)的Key。
 private final class KeySet extends AbstractSet<K> {
  public Iterator<K> iterator() {
  return newKeyIterator();
  }
  public int size() {
  return size;
  }
  public boolean contains(Object o) {
  return containsKey(o);
  }
  public boolean remove(Object o) {
  return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null;
  }
  public void clear() {
  HashMap.this.clear();
  }
 }
 // 返回“value集合”，實(shí)際上返回的是一個(gè)Values對(duì)象
 public Collection<V> values() {
  Collection<V> vs = values;
  return (vs != null ? vs : (values = new Values()));
 }
 // “value集合”
 // Values繼承于AbstractCollection，不同于“KeySet繼承于AbstractSet”，
 // Values中的元素能夠重復(fù)。因?yàn)椴煌膋ey可以指向相同的value。
 private final class Values extends AbstractCollection<V> {
  public Iterator<V> iterator() {
  return newValueIterator();
  }
  public int size() {
  return size;
  }
  public boolean contains(Object o) {
  return containsValue(o);
  }
  public void clear() {
  HashMap.this.clear();
  }
 }
 // 返回“HashMap的Entry集合”
 public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
  return entrySet();
 }
 // 返回“HashMap的Entry集合”，它實(shí)際是返回一個(gè)EntrySet對(duì)象
 private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
  Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
  return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
 }
 // EntrySet對(duì)應(yīng)的集合
 // EntrySet繼承于AbstractSet，說明該集合中沒有重復(fù)的EntrySet。
 private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
  public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
  return newEntryIterator();
  }
  public boolean contains(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
   return false;
  Map.Entry<K,V> e = (Map.Entry<K,V>) o;
  Entry<K,V> candidate = getEntry(e.getKey());
  return candidate != null && candidate.equals(e);
  }
  public boolean remove(Object o) {
  return removeMapping(o) != null;
  }
  public int size() {
  return size;
  }
  public void clear() {
  HashMap.this.clear();
  }
 }
 // java.io.Serializable的寫入函數(shù)
 // 將HashMap的“總的容量，實(shí)際容量，所有的Entry”都寫入到輸出流中
 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
  throws IOException
 {
  Iterator<Map.Entry<K,V>> i =
  (size > 0) ? entrySet0().iterator() : null; 
  // Write out the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
  s.defaultWriteObject();
  // Write out number of buckets
  s.writeInt(table.length);
  // Write out size (number of Mappings)
  s.writeInt(size);
  // Write out keys and values (alternating)
  if (i != null) {
  while (i.hasNext()) {
  Map.Entry<K,V> e = i.next();
  s.writeObject(e.getKey());
  s.writeObject(e.getValue());
  }
  }
 }
 private static final long serialVersionUID = L;
 // java.io.Serializable的讀取函數(shù)：根據(jù)寫入方式讀出
 // 將HashMap的“總的容量，實(shí)際容量，所有的Entry”依次讀出
 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
  throws IOException, ClassNotFoundException
 {
  // Read in the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
  s.defaultReadObject();
  // Read in number of buckets and allocate the bucket array;
  int numBuckets = s.readInt();
  table = new Entry[numBuckets];
  init(); // Give subclass a chance to do its thing.
  // Read in size (number of Mappings)
  int size = s.readInt();
  // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap
  for (int i=; i<size; i++) {
  K key = (K) s.readObject();
  V value = (V) s.readObject();
  putForCreate(key, value);
  }
 }
 // 返回“HashMap總的容量”
 int capacity() { return table.length; }
 // 返回“HashMap的加載因子”
 float loadFactor() { return loadFactor; }
 }

說明:

在詳細(xì)介紹HashMap的代碼之前，我們需要了解：HashMap就是一個(gè)散列表，它是通過“拉鏈法”解決哈希沖突的。
還需要再補(bǔ)充說明的一點(diǎn)是影響HashMap性能的有兩個(gè)參數(shù)：初始容量(initialCapacity) 和加載因子(loadFactor)。容量是哈希表中桶的數(shù)量，初始容量只是哈希表在創(chuàng)建時(shí)的容量。加載因子是哈希表在其容量自動(dòng)增加之前可以達(dá)到多滿的一種尺度。當(dāng)哈希表中的條目數(shù)超出了加載因子與當(dāng)前容量的乘積時(shí)，則要對(duì)該哈希表進(jìn)行 rehash 操作（即重建內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），從而哈希表將具有大約兩倍的桶數(shù)。

第3.1部分 HashMap的“拉鏈法”相關(guān)內(nèi)容

3.1.1 HashMap數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)組

transient Entry[] table;

HashMap中的key-value都是存儲(chǔ)在Entry數(shù)組中的。

3.1.2 數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)Entry的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

 static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
 final K key;
 V value;
 // 指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
 Entry<K,V> next;
 final int hash;
 // 構(gòu)造函數(shù)。
 // 輸入?yún)?shù)包括"哈希值(h)", "鍵(k)", "值(v)", "下一節(jié)點(diǎn)(n)"
 Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
  value = v;
  next = n;
  key = k;
  hash = h;
 }
 public final K getKey() {
  return key;
 }
 public final V getValue() {
  return value;
 }
 public final V setValue(V newValue) {
  V oldValue = value;
  value = newValue;
  return oldValue;
 }
 // 判斷兩個(gè)Entry是否相等
 // 若兩個(gè)Entry的“key”和“value”都相等，則返回true。
 // 否則，返回false
 public final boolean equals(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
  return false;
  Map.Entry e = (Map.Entry)o;
 Object k1 = getKey();
  Object k2 = e.getKey();
  if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
  Object v1 = getValue();
  Object v2 = e.getValue();
  if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
   return true;
  }
  return false;
 }
 // 實(shí)現(xiàn)hashCode()
 public final int hashCode() {
  return (key==null ? 0 : key.hashCode()) ^
  (value==null ? 0 : value.hashCode());
 }
 public final String toString() {
  return getKey() + "=" + getValue();
 }
 // 當(dāng)向HashMap中添加元素時(shí)，繪調(diào)用recordAccess()。
 // 這里不做任何處理
 void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
 }
 // 當(dāng)從HashMap中刪除元素時(shí)，繪調(diào)用recordRemoval()。
 // 這里不做任何處理
 void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
 }
 }

從中，我們可以看出 Entry 實(shí)際上就是一個(gè)單向鏈表。這也是為什么我們說HashMap是通過拉鏈法解決哈希沖突的。
Entry 實(shí)現(xiàn)了Map.Entry 接口，即實(shí)現(xiàn)getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()這些函數(shù)。這些都是基本的讀取/修改key、value值的函數(shù)。

第3.2部分 HashMap的構(gòu)造函數(shù)

HashMap共包括4個(gè)構(gòu)造函數(shù)

// 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。
 public HashMap() {
 // 設(shè)置“加載因子”
 this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
 // 設(shè)置“HashMap閾值”，當(dāng)HashMap中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)量達(dá)到threshold時(shí)，就需要將HashMap的容量加倍。
 threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
 // 創(chuàng)建Entry數(shù)組，用來保存數(shù)據(jù)
 table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
 init();
 }
 // 指定“容量大小”和“加載因子”的構(gòu)造函數(shù)
 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
 if (initialCapacity < 0)
  throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
      initialCapacity);
 // HashMap的最大容量只能是MAXIMUM_CAPACITY
 if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
  initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
 if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
  throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
      loadFactor);
 // Find a power of 2 >= initialCapacity
 int capacity = 1;
 while (capacity < initialCapacity)
 capacity <<= 1;
 // 設(shè)置“加載因子”
 this.loadFactor = loadFactor;
 // 設(shè)置“HashMap閾值”，當(dāng)HashMap中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)量達(dá)到threshold時(shí)，就需要將HashMap的容量加倍。
 threshold = (int)(capacity * loadFactor);
 // 創(chuàng)建Entry數(shù)組，用來保存數(shù)據(jù)
 table = new Entry[capacity];
 init();
 }
 // 指定“容量大小”的構(gòu)造函數(shù)
 public HashMap(int initialCapacity) {
 this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
 }
 // 包含“子Map”的構(gòu)造函數(shù)
 public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
 this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + ,
   DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
 // 將m中的全部元素逐個(gè)添加到HashMap中
 putAllForCreate(m);
 }

第3.3部分 HashMap的主要對(duì)外接口

3.3.1 clear()

clear() 的作用是清空HashMap。它是通過將所有的元素設(shè)為null來實(shí)現(xiàn)的。

public void clear() {
 modCount++;
 Entry[] tab = table;
 for (int i = 0; i < tab.length; i++)
  tab[i] = null;
 size = 0;
 }

3.3.2 containsKey()

containsKey() 的作用是判斷HashMap是否包含key。

public boolean containsKey(Object key) {
 return getEntry(key) != null;
}

containsKey() 首先通過getEntry(key)獲取key對(duì)應(yīng)的Entry，然后判斷該Entry是否為null。

getEntry()的源碼如下：

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
 // 獲取哈希值
 // HashMap將“key為null”的元素存儲(chǔ)在table[0]位置，“key不為null”的則調(diào)用hash()計(jì)算哈希值
 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
 // 在“該hash值對(duì)應(yīng)的鏈表”上查找“鍵值等于key”的元素
 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 != null && key.equals(k))))
  return e;
 }
 return null;
 }

getEntry() 的作用就是返回“鍵為key”的鍵值對(duì)，它的實(shí)現(xiàn)源碼中已經(jīng)進(jìn)行了說明。
這里需要強(qiáng)調(diào)的是：HashMap將“key為null”的元素都放在table的位置0處，即table[0]中；“key不為null”的放在table的其余位置！

3.3.3 containsValue()

containsValue() 的作用是判斷HashMap是否包含“值為value”的元素。

 public boolean containsValue(Object value) {
 // 若“value為null”，則調(diào)用containsNullValue()查找
 if (value == null)
  return containsNullValue();
 // 若“value不為null”，則查找HashMap中是否有值為value的節(jié)點(diǎn)。
 Entry[] tab = table;
 for (int i = ; i < tab.length ; i++)
  for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
  if (value.equals(e.value))
   return true;
 return false;
 }

從中，我們可以看出containsNullValue()分為兩步進(jìn)行處理：第一，若“value為null”，則調(diào)用containsNullValue()。第二，若“value不為null”，則查找HashMap中是否有值為value的節(jié)點(diǎn)。

containsNullValue() 的作用判斷HashMap中是否包含“值為null”的元素。

private boolean containsNullValue() {
 Entry[] tab = table;
 for (int i = ; i < tab.length ; i++)
  for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
  if (e.value == null)
   return true;
 return false;
 }

3.3.4 entrySet()、values()、keySet()

它們3個(gè)的原理類似，這里以entrySet()為例來說明。

entrySet()的作用是返回“HashMap中所有Entry的集合”，它是一個(gè)集合。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

 // 返回“HashMap的Entry集合”
 public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
 return entrySet0();
 }
 // 返回“HashMap的Entry集合”，它實(shí)際是返回一個(gè)EntrySet對(duì)象
 private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
 Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
 return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
 }
 // EntrySet對(duì)應(yīng)的集合
 // EntrySet繼承于AbstractSet，說明該集合中沒有重復(fù)的EntrySet。
 private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
 public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
  return newEntryIterator();
 }
 public boolean contains(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
  return false;
  Map.Entry<K,V> e = (Map.Entry<K,V>) o;
  Entry<K,V> candidate = getEntry(e.getKey());
  return candidate != null && candidate.equals(e);
 }
 public boolean remove(Object o) {
  return removeMapping(o) != null;
 }
 public int size() {
  return size;
 }
 public void clear() {
  HashMap.this.clear();
 }
 }

HashMap是通過拉鏈法實(shí)現(xiàn)的散列表。表現(xiàn)在HashMap包括許多的Entry，而每一個(gè)Entry本質(zhì)上又是一個(gè)單向鏈表。那么HashMap遍歷key-value鍵值對(duì)的時(shí)候，是如何逐個(gè)去遍歷的呢？

下面我們就看看HashMap是如何通過entrySet()遍歷的。

entrySet()實(shí)際上是通過newEntryIterator()實(shí)現(xiàn)的。下面我們看看它的代碼：

 // 返回一個(gè)“entry迭代器”
 Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() {
 return new EntryIterator();
 }
 // Entry的迭代器
 private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
 public Map.Entry<K,V> next() {
  return nextEntry();
 }
 }
 // HashIterator是HashMap迭代器的抽象出來的父類，實(shí)現(xiàn)了公共了函數(shù)。
 // 它包含“key迭代器(KeyIterator)”、“Value迭代器(ValueIterator)”和“Entry迭代器(EntryIterator)”個(gè)子類。
 private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {
 // 下一個(gè)元素
 Entry<K,V> next;
 // expectedModCount用于實(shí)現(xiàn)fast-fail機(jī)制。
 int expectedModCount;
 // 當(dāng)前索引
 int index;
 // 當(dāng)前元素
 Entry<K,V> current;
 HashIterator() {
  expectedModCount = modCount;
  if (size > 0) { // advance to first entry
  Entry[] t = table;
  // 將next指向table中第一個(gè)不為null的元素。
  // 這里利用了index的初始值為，從開始依次向后遍歷，直到找到不為null的元素就退出循環(huán)。
  while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
   ;
  }
 }
 public final boolean hasNext() {
  return next != null;
 }
 // 獲取下一個(gè)元素
 final Entry<K,V> nextEntry() {
  if (modCount != expectedModCount)
  throw new ConcurrentModificationException();
  Entry<K,V> e = next;
  if (e == null)
  throw new NoSuchElementException();
  // 注意?。?！
  // 一個(gè)Entry就是一個(gè)單向鏈表
  // 若該Entry的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)不為空，就將next指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn);
  // 否則，將next指向下一個(gè)鏈表(也是下一個(gè)Entry)的不為null的節(jié)點(diǎn)。
  if ((next = e.next) == null) {
  Entry[] t = table;
  while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
   ;
  }
  current = e;
  return e;
 }
 // 刪除當(dāng)前元素
 public void remove() {
  if (current == null)
  throw new IllegalStateException();
  if (modCount != expectedModCount)
  throw new ConcurrentModificationException();
  Object k = current.key;
  current = null;
  HashMap.this.removeEntryForKey(k);
  expectedModCount = modCount;
 }
 }

當(dāng)我們通過entrySet()獲取到的Iterator的next()方法去遍歷HashMap時(shí)，實(shí)際上調(diào)用的是 nextEntry() 。而nextEntry()的實(shí)現(xiàn)方式，先遍歷Entry(根據(jù)Entry在table中的序號(hào)，從小到大的遍歷)；然后對(duì)每個(gè)Entry(即每個(gè)單向鏈表)，逐個(gè)遍歷。

3.3.5 get()

get() 的作用是獲取key對(duì)應(yīng)的value，它的實(shí)現(xiàn)代碼如下：

public V get(Object key) {
 if (key == null)
  return getForNullKey();
 // 獲取key的hash值
 int hash = hash(key.hashCode());
 // 在“該hash值對(duì)應(yīng)的鏈表”上查找“鍵值等于key”的元素
 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;
 }

3.3.6 put()

put() 的作用是對(duì)外提供接口，讓HashMap對(duì)象可以通過put()將“key-value”添加到HashMap中。

 public V put(K key, V value) {
 // 若“key為null”，則將該鍵值對(duì)添加到table[]中。
 if (key == null)
  return putForNullKey(value);
 // 若“key不為null”，則計(jì)算該key的哈希值，然后將其添加到該哈希值對(duì)應(yīng)的鏈表中。
 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;
  // 若“該key”對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì)已經(jīng)存在，則用新的value取代舊的value。然后退出！
  if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
  V oldValue = e.value;
  e.value = value;
  e.recordAccess(this);
  return oldValue;
  }
 }
 // 若“該key”對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì)不存在，則將“key-value”添加到table中
 modCount++;
 addEntry(hash, key, value, i);
 return null;
 }

若要添加到HashMap中的鍵值對(duì)對(duì)應(yīng)的key已經(jīng)存在HashMap中，則找到該鍵值對(duì)；然后新的value取代舊的value，并退出！

若要添加到HashMap中的鍵值對(duì)對(duì)應(yīng)的key不在HashMap中，則將其添加到該哈希值對(duì)應(yīng)的鏈表中，并調(diào)用addEntry()。
下面看看addEntry()的代碼：

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
 // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
 Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
 // 設(shè)置“bucketIndex”位置的元素為“新Entry”，
 // 設(shè)置“e”為“新Entry的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)”
 table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
 // 若HashMap的實(shí)際大小 不小于 “閾值”，則調(diào)整HashMap的大小
 if (size++ >= threshold)
  resize(2 * table.length);
 }

addEntry() 的作用是新增Entry。將“key-value”插入指定位置，bucketIndex是位置索引。
說到addEntry()，就不得不說另一個(gè)函數(shù)createEntry()。createEntry()的代碼如下：

 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
 // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
 Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
 // 設(shè)置“bucketIndex”位置的元素為“新Entry”，
 // 設(shè)置“e”為“新Entry的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)”
 table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
 size++;
 }

它們的作用都是將key、value添加到HashMap中。而且，比較addEntry()和createEntry()的代碼，我們發(fā)現(xiàn)addEntry()多了兩句：

if (size++ >= threshold)
 resize(2 * table.length);

那它們的區(qū)別到底是什么呢？

閱讀代碼，我們可以發(fā)現(xiàn)，它們的使用情景不同。

(01) addEntry()一般用在新增Entry可能導(dǎo)致“HashMap的實(shí)際容量”超過“閾值”的情況下。

例如，我們新建一個(gè)HashMap，然后不斷通過put()向HashMap中添加元素；put()是通過addEntry()新增Entry的。

在這種情況下，我們不知道何時(shí)“HashMap的實(shí)際容量”會(huì)超過“閾值”；

因此，需要調(diào)用addEntry()

(02) createEntry() 一般用在新增Entry不會(huì)導(dǎo)致“HashMap的實(shí)際容量”超過“閾值”的情況下。

例如，我們調(diào)用HashMap“帶有Map”的構(gòu)造函數(shù)，它繪將Map的全部元素添加到HashMap中；

但在添加之前，我們已經(jīng)計(jì)算好“HashMap的容量和閾值”。也就是，可以確定“即使將Map中的全部元素添加到HashMap中，都不會(huì)超過HashMap的閾值”。

此時(shí)，調(diào)用createEntry()即可。

3.3.7 putAll()

putAll() 的作用是將"m"的全部元素都添加到HashMap中，它的代碼如下：

public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
 // 有效性判斷
 int numKeysToBeAdded = m.size();
 if (numKeysToBeAdded == 0)
  return;
 // 計(jì)算容量是否足夠，
 // 若“當(dāng)前實(shí)際容量 < 需要的容量”，則將容量x。
 if (numKeysToBeAdded > threshold) {
  int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + );
  if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
  targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
  int newCapacity = table.length;
  while (newCapacity < targetCapacity)
  newCapacity <<= 1;
  if (newCapacity > table.length)
  resize(newCapacity);
 }
 // 通過迭代器，將“m”中的元素逐個(gè)添加到HashMap中。
 for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
  Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();
  put(e.getKey(), e.getValue());
 }
 }

3.3.8 remove()

remove() 的作用是刪除“鍵為key”元素

 public V remove(Object key) {
 Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
 return (e == null ? null : e.value);
 }
 // 刪除“鍵為key”的元素
 final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
 // 獲取哈希值。若key為null，則哈希值為0；否則調(diào)用hash()進(jìn)行計(jì)算
 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
 int i = indexFor(hash, table.length);
 Entry<K,V> prev = table[i];
 Entry<K,V> e = prev;
 // 刪除鏈表中“鍵為key”的元素
 // 本質(zhì)是“刪除單向鏈表中的節(jié)點(diǎn)”
 while (e != null) {
  Entry<K,V> next = e.next;
  Object k;
  if (e.hash == hash &&
  ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
  modCount++;
  size--;
  if (prev == e)
   table[i] = next;
  else
   prev.next = next;
  e.recordRemoval(this);
  return e;
  }
  prev = e;
  e = next;
 }
 return e;
 }

第3.4部分 HashMap實(shí)現(xiàn)的Cloneable接口

HashMap實(shí)現(xiàn)了Cloneable接口，即實(shí)現(xiàn)了clone()方法。

clone()方法的作用很簡(jiǎn)單，就是克隆一個(gè)HashMap對(duì)象并返回。

// 克隆一個(gè)HashMap，并返回Object對(duì)象
 public Object clone() {
 HashMap<K,V> result = null;
 try {
  result = (HashMap<K,V>)super.clone();
 } catch (CloneNotSupportedException e) {
  // assert false;
 }
 result.table = new Entry[table.length];
 result.entrySet = null;
 result.modCount = 0;
 result.size = 0;
 result.init();
 // 調(diào)用putAllForCreate()將全部元素添加到HashMap中
 result.putAllForCreate(this);
 return result;
 }

第3.5部分 HashMap實(shí)現(xiàn)的Serializable接口

HashMap實(shí)現(xiàn)java.io.Serializable，分別實(shí)現(xiàn)了串行讀取、寫入功能。

串行寫入函數(shù)是writeObject()，它的作用是將HashMap的“總的容量，實(shí)際容量，所有的Entry”都寫入到輸出流中。
而串行讀取函數(shù)是readObject()，它的作用是將HashMap的“總的容量，實(shí)際容量，所有的Entry”依次讀出

 // java.io.Serializable的寫入函數(shù)
 // 將HashMap的“總的容量，實(shí)際容量，所有的Entry”都寫入到輸出流中
 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
 throws IOException
 {
 Iterator<Map.Entry<K,V>> i =
  (size > 0) ? entrySet0().iterator() : null;
 // Write out the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
 s.defaultWriteObject();
 // Write out number of buckets
 s.writeInt(table.length);
 // Write out size (number of Mappings)
 s.writeInt(size);
 // Write out keys and values (alternating)
 if (i != null) {
  while (i.hasNext()) {
  Map.Entry<K,V> e = i.next();
  s.writeObject(e.getKey());
  s.writeObject(e.getValue());
  }
 }
 }
 // java.io.Serializable的讀取函數(shù)：根據(jù)寫入方式讀出
 // 將HashMap的“總的容量，實(shí)際容量，所有的Entry”依次讀出
 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
 throws IOException, ClassNotFoundException
 {
 // Read in the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
 s.defaultReadObject();
 
 // Read in number of buckets and allocate the bucket array;
 int numBuckets = s.readInt();
 table = new Entry[numBuckets];
 
 init(); // Give subclass a chance to do its thing.
 
 // Read in size (number of Mappings)
 int size = s.readInt();
 
 // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap
 for (int i=; i<size; i++) {
  K key = (K) s.readObject();
  V value = (V) s.readObject();
  putForCreate(key, value);
 }
51 }

第4部分 HashMap遍歷方式

4.1 遍歷HashMap的鍵值對(duì)

第一步：根據(jù)entrySet()獲取HashMap的“鍵值對(duì)”的Set集合。

第二步：通過Iterator迭代器遍歷“第一步”得到的集合。

// 假設(shè)map是HashMap對(duì)象
// map中的key是String類型，value是Integer類型
Integer integ = null;
Iterator iter = map.entrySet().iterator();
while(iter.hasNext()) {
 Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();
 // 獲取key
 key = (String)entry.getKey();
 // 獲取value
 integ = (Integer)entry.getValue();
}

4.2 遍歷HashMap的鍵

第一步：根據(jù)keySet()獲取HashMap的“鍵”的Set集合。

第二步：通過Iterator迭代器遍歷“第一步”得到的集合。

// 假設(shè)map是HashMap對(duì)象
// map中的key是String類型，value是Integer類型
String key = null;
Integer integ = null;
Iterator iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
 // 獲取key
 key = (String)iter.next();
 // 根據(jù)key，獲取value
 integ = (Integer)map.get(key);
}

4.3 遍歷HashMap的值

第一步：根據(jù)value()獲取HashMap的“值”的集合。

第二步：通過Iterator迭代器遍歷“第一步”得到的集合。

// 假設(shè)map是HashMap對(duì)象
// map中的key是String類型，value是Integer類型
Integer value = null;
Collection c = map.values();
Iterator iter= c.iterator();
while (iter.hasNext()) {
 value = (Integer)iter.next();
}

遍歷測(cè)試程序如下：

 import java.util.Map;
 import java.util.Random;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.HashSet;
 import java.util.Map.Entry;
 import java.util.Collection;
 /*
 * @desc 遍歷HashMap的測(cè)試程序。
 * (01) 通過entrySet()去遍歷key、value，參考實(shí)現(xiàn)函數(shù)：
 * iteratorHashMapByEntryset()
 * (02) 通過keySet()去遍歷key、value，參考實(shí)現(xiàn)函數(shù)：
 * iteratorHashMapByKeyset()
 * (03) 通過values()去遍歷value，參考實(shí)現(xiàn)函數(shù)：
 * iteratorHashMapJustValues()
 *
 * 
 */
 public class HashMapIteratorTest {
 public static void main(String[] args) {
  int val = ;
  String key = null;
  Integer value = null;
  Random r = new Random();
  HashMap map = new HashMap();
  for (int i=0; i<12; i++) {
  // 隨機(jī)獲取一個(gè)[0,100)之間的數(shù)字
  val = r.nextInt(100);  
  key = String.valueOf(val);
  value = r.nextInt(5);
  // 添加到HashMap中
  map.put(key, value);
  System.out.println(" key:"+key+" value:"+value);
  }
  // 通過entrySet()遍歷HashMap的key-value
  iteratorHashMapByEntryset(map) ;
  // 通過keySet()遍歷HashMap的key-value
  iteratorHashMapByKeyset(map) ;
  // 單單遍歷HashMap的value
  iteratorHashMapJustValues(map); 
 }
 /*
 * 通過entry set遍歷HashMap
 * 效率高!
 */
 private static void iteratorHashMapByEntryset(HashMap map) {
  if (map == null)
  return ;
  System.out.println("\niterator HashMap By entryset");
  String key = null;
  Integer integ = null;
  Iterator iter = map.entrySet().iterator();
  while(iter.hasNext()) {
  Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();
  key = (String)entry.getKey();
  integ = (Integer)entry.getValue();
  System.out.println(key+" -- "+integ.intValue());
  }
 }
 /*
 * 通過keyset來遍歷HashMap
 * 效率低!
 */
 private static void iteratorHashMapByKeyset(HashMap map) {
  if (map == null)
  return ;
  System.out.println("\niterator HashMap By keyset");
  String key = null;
  Integer integ = null;
  Iterator iter = map.keySet().iterator();
  while (iter.hasNext()) {
  key = (String)iter.next();
  integ = (Integer)map.get(key);
  System.out.println(key+" -- "+integ.intValue());
  }
 }
 /*
 * 遍歷HashMap的values
 */
 private static void iteratorHashMapJustValues(HashMap map) {
  if (map == null)
  return ;
  Collection c = map.values();
  Iterator iter= c.iterator();
  while (iter.hasNext()) {
  System.out.println(iter.next());
 }
 }
 }

第5部分 HashMap示例

下面通過一個(gè)實(shí)例學(xué)習(xí)如何使用HashMap

 import java.util.Map;
 import java.util.Random;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.HashSet;
 import java.util.Map.Entry;
 import java.util.Collection;
 /*
 * @desc HashMap測(cè)試程序
 *  
 * 
 */
 public class HashMapTest {
  public static void main(String[] args) {
   testHashMapAPIs();
  }
  private static void testHashMapAPIs() {
   // 初始化隨機(jī)種子
   Random r = new Random();
   // 新建HashMap
   HashMap map = new HashMap();
   // 添加操作
   map.put("one", r.nextInt(10));
   map.put("two", r.nextInt(10));
   map.put("three", r.nextInt(10));
   // 打印出map
   System.out.println("map:"+map );
   // 通過Iterator遍歷key-value
   Iterator iter = map.entrySet().iterator();
   while(iter.hasNext()) {
    Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();
    System.out.println("next : "+ entry.getKey() +" - "+entry.getValue());
   }
   // HashMap的鍵值對(duì)個(gè)數(shù)  
   System.out.println("size:"+map.size());
   // containsKey(Object key) :是否包含鍵key
   System.out.println("contains key two : "+map.containsKey("two"));
   System.out.println("contains key five : "+map.containsKey("five"));
   // containsValue(Object value) :是否包含值value
   System.out.println("contains value : "+map.containsValue(new Integer()));
   // remove(Object key) ： 刪除鍵key對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì)
   map.remove("three");
   System.out.println("map:"+map );
   // clear() ： 清空HashMap
   map.clear();
   // isEmpty() : HashMap是否為空
   System.out.println((map.isEmpty()?"map is empty":"map is not empty") );
  }
 }

(某一次)運(yùn)行結(jié)果：

map:{two=7, one=9, three=6}
next : two - 7
next : one - 9
next : three - 6
size:3
contains key two : true
contains key five : false
contains value 0 : false
map:{two=7, one=9}
map is empty

以上所述是小編給大家介紹的Java 中的HashMap詳解和使用示例_動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

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