關(guān)于Java HashMap自動排序的簡單剖析

更新時間：2020年09月11日 10:37:24 作者：混水摸魚LDK

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java HashMap自動排序的簡單剖析，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

1.HashMap概述

HashMap是無序的，這里無序的意思是你取出數(shù)據(jù)的順序與你存入數(shù)據(jù)的順序不同

2.發(fā)現(xiàn)問題

當嘗試向HashMap中存入int類型的key，可以看到在輸出的時候會自動排序

HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
  map.put(3, "asdf");
  map.put(2, "asdf");
  map.put(1, "asdf");
  map.put(6, "asdf");
  map.put(5, "asdf");
  map.put(4, "asdf");
  map.put(8, "asdf");
  map.put(9, "asdf");
  map.put(7, "asdf");
  map.put(0, "asdf");

輸出

3.實現(xiàn)原理

我們都知道，HashMap是數(shù)組加鏈表實現(xiàn)的，在鏈表長度大于8的時候?qū)㈡湵磙D(zhuǎn)化為紅黑樹
數(shù)組加鏈表畫一下模型圖是這樣的，黑色的是數(shù)組，橙色的是鏈表，遍歷HashMap的key的時候，先遍歷第一列，然后第二列。。。

4.翻看源碼

HashMap的默認數(shù)組長度為16，默認負載因子是0.75，意思就是當數(shù)組內(nèi)不為null的元素大于（數(shù)組長度*負載因子）的時候就會拓容數(shù)組

如果數(shù)組長度和負載因子都是默認值，那當在數(shù)組中存入第13個元素后就會拓容16*0.75=12

 /**
  * The default initial capacity - MUST be a power of two.
  */
 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
 /**
  * The load factor used when none specified in constructor.
  */
 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

再讀一下put方法和hash方法

	public V put(K key, V value) {
  return putVal(hash(key), key, value, false, true);
 }
 //獲取key的hash，當key為int類型的時候hash=key的值
 static final int hash(Object key) {
  int h;
  return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
 }
 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
     boolean evict) {
  Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
  //tab就是HashMap的數(shù)組，這句話就是初始化數(shù)組
  if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
   n = (tab = resize()).length;
  //如果根據(jù)hash值來判斷將此元素放在什么位置，如果數(shù)組當前位置
  //為空直接存放，成為一個長度為一的鏈表
  if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//==================
   tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
  //如果不是，則將當前元素放在當前位置下元素的后邊形成鏈表
  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)
  //拓容數(shù)組
   resize();
  afterNodeInsertion(evict);
  return null;
 }

5.分析

17行：if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)

(n - 1) & hash

n-1就是數(shù)組的length-1，現(xiàn)在數(shù)組長度是16，

15&hash，

例如，現(xiàn)在存入key為1，

15轉(zhuǎn)成二進制為1111

1 轉(zhuǎn)成二進制為0001,

所以i=15&1=1；

現(xiàn)在1就存放在數(shù)組下標為1的位置

如果放2，那就放在數(shù)組下標為2的位置，

如果再存放17的話，

1501111

1710001

15&17=1；因為數(shù)組下標1的位置有上一次存放的key為1的元素，所以就將key=17的元素掛在key=1的下邊，

這是遍歷HashMap的key就會變成1,17,2

順序就會亂掉，現(xiàn)在數(shù)組的長度是16，已使用的是2，還沒有達到拓容那一步，

6.驗證

下邊的代碼是存放11個數(shù)據(jù)，拓容要存入第13個數(shù)據(jù)時進行拓容

HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
  map.put(3, "asdf");
  map.put(2, "asdf");
  map.put(1, "asdf");
  map.put(6, "asdf");
  map.put(5, "asdf");
  map.put(4, "asdf");
  map.put(8, "asdf");
  map.put(9, "asdf");
  map.put(7, "asdf");
  map.put(0, "asdf");

  map.put(17,"saf");
//  map.put(10,"saf");
//  map.put(11,"saf");
  for (int i : map.keySet()) {
   System.out.println("key=" + i);
  }
  System.out.println("map.size()===============" + map.size());

下邊這段代碼的輸出結(jié)果就是

和分析的一樣，

如果再添加兩個數(shù)據(jù)，使其拓容

HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
  map.put(3, "asdf");
  map.put(2, "asdf");
  map.put(1, "asdf");
  map.put(6, "asdf");
  map.put(5, "asdf");
  map.put(4, "asdf");
  map.put(8, "asdf");
  map.put(9, "asdf");
  map.put(7, "asdf");
  map.put(0, "asdf");

  map.put(17,"saf");
//  map.put(10,"saf");
//  map.put(11,"saf");
  for (int i : map.keySet()) {
   System.out.println("key=" + i);
  }
  System.out.println("map.size()===============" + map.size());

輸出是