JAVA HashMap詳細(xì)介紹和示例
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的繼承關(guān)系
HashMap與Map關(guān)系如下圖：
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源碼解析
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) + 1,
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 >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
// 返回索引值
// h & (length-1)保證返回值的小于length
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}
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[0]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[0]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[0]位置
private V putForNullKey(V value) {
for (Entry<K,V> e = table[0]; 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 = 0; 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x2。
if (numKeysToBeAdded > threshold) {
int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);
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());
}
}
// 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;
}
// 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) ? 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 = 0; 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(2 * 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：
// (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。
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)”3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0，從0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 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>> entrySet0() {
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 = 362498820763181265L;
// 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=0; 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2.1部分 HashMap的“拉鏈法”相關(guān)內(nèi)容
2.1.1 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。
2.1.2 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2.2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) + 1,
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2.3部分 HashMap的主要對(duì)外接口
2.3.1 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;
}
2.3.2 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！
2.3.3 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 = 0; 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 = 0; i < tab.length ; i++)
for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
if (e.value == null)
return true;
return false;
}
2.3.4 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>> entrySet0() {
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)”3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0，從0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。
2.3.5 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;
}
2.3.6 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[0]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。
2.3.7 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x2。
if (numKeysToBeAdded > threshold) {
int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);
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());
}
}
2.3.8 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2.4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2.5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=0; i<size; i++) {
K key = (K) s.readObject();
V value = (V) s.readObject();
putForCreate(key, value);
}
}
第3部分 HashMap遍歷方式
3.1 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();
}
3.2 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);
}
3.3 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()
*
* @author skywang
*/
public class HashMapIteratorTest {
public static void main(String[] args) {
int val = 0;
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4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
*
* @author skywang
*/
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 0 : "+map.containsValue(new Integer(0)));
// 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") );
}
}
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