关于HashMap中的key和value问题

关于HashMap中的key和value问题,第1张

觉得用 遍历(HashMapentrySet)得到value然后判断 value 里有你要翻译的汉语之后,读出来对应的key值就可以

不过这方法有点慢

PS: Entry<key, value>

EntrygetKey

EntrygetVlaue

HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。实现HashMap对数据的 *** 作,允许有一个null键,多个null值。

HashMap底层就是一个数组结构,数组中的每一项又是一个链表。数组+链表结构,新建一个HashMap的时候,就会初始化一个数组。Entry就是数组中的元素,每个Entry其实就是一个key-value的键值对,它持有一个指向下一个元素的引用,这就构成了链表,HashMap底层将key-value当成一个整体来处理,这个整体就是一个Entry对象。HashMap底层采用一个Entry数组来保存所有的key-value键值对,当需要存储一个Entry对象时,会根据hash算法来决定在其数组中的位置,在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置;当需要取出一个Entry对象时,也会根据hash算法找到其在数组中的存储位置, 在根据equals方法从该位置上的链表中取出Entry;

put: (key-value)方法是HashMap中最重要的方法,使用HashMap最主要使用的就是put,get两个方法。

判断键值对数组table[i]是否为空或者为null,否则执行resize()进行扩容;

根据键值key计算hash值得到插入的数组索引 i ,如果table[i] == null ,直接新建节点添加即可,转入6,如果table[i] 不为空,则转向3;

判断table[i] 的首个元素是否和key一样,如果相同(hashCode和equals)直接覆盖value,否则转向4;

判断table[i] 是否为treeNode,即table[i]是否为红黑树,如果是红黑树,则直接插入键值对,否则转向5;

遍历table[i] , 判断链表长度是否大于8,大于8的话把链表转换成红黑树 ,进行插入 *** 作,否则进行链表插入 *** 作;便利时遇到相同key直接覆盖value;

插入成功后,判断实际存在的键值对数量size是否超过了threshold,如果超过,则扩容;

也可参考HashSetput过程:

>

HashMap和ArrayList结合起来用,向HashMap中存值时 把name存入ArrayList中:

HashMap a = new HashMap();

ArrayList al = new ArrayList();

aput("name1", "abcdef"); // key是name,value是字符串abcdef

aladd("name1");

aput("name2","me");

aladd("name2");

aput("name3","you");

aladd("name3");

aput("name4","he");

aladd("name4");

for(int i=0;i<alsize();i++){

Systemoutprintln(aget(alget(i)));

}

系统看成是各种对象的集合,这更接近人的思维。

2)软件需求的变动往往是功能的变动,而功能的执行者--对象一般不会有太大的变化。这使得按照对象设计出来的系统结构比较稳定。

3)对象包括属性和方法,对象把属性和方法的具体实现方式一起封装起来,这使得方法与之相关的属性不再分离,提高每个子系统的相对独立性,从而提高了软件的可维护性。

4)支持封装、继承、多态和抽象,提高了软件的可重用性、可维护性和可扩展性。

2.把一个类放在包里有什么作用?(包的作用)

1)能够区分名字相同的类。

2)有助于实施访问权限控制。

3)有助于划分和组织java应用中的各个类。

3.说出一些常用的类,包,接口,请各举出5个。

Runable,ActionListener,Conllection,Map,Set,List接口

1)javalang包----包括线程类(Thread)、异常类(Exception)、系统类(System)、整数类(Integer)和字符串类(String) 等, 这些类是java程序中经常用到的。

2)javaawt包----抽象窗口工具箱包,awt是(Abstract Window Toolkit) 的缩写。这个包中包含了用于构建GUI界面的类及绘图类。

3)javaio包----输入/输出包,包含各种输入流类和输出流类,如文件输入流类(FileInputStream类)及文件输出流类(FileOutputStream)等。

4)javautil包----提供一些实用类,如日期类(Data)和集合类(Collection)等。

5)javanet包----支持TCP/IP网络协议,包括Socket类及和URL相关的类,这些类都用于网络编程。

除了上面提到的基本包,JDK中还有很多其他包,比如用于数据库编程的javasql包,用于编写网络程序的javarmi包(rmi是“Remote Method Invocation”的缩写)。另外,javax包是对基本包的扩展,包括用于编写GUI的javaxSwing包,以及用于编写声音程序的javaxsound包等。

4 描述一下你最常用的编程风格。

1)注意编码规则,符合编码要求。

2)变量,类等起名要有意义。

3)经常格式化代码,注意格式。

4)代码中加入测试方法或测试类,尽量提早发现错误。

5)代码中要加入注释,为别人和自己将来理解代码带来方便。

5 说一说标识符的命名规则,以及java的编程规范。

Java标识符的命名规则:

1) 标识符由字母、数字、下划线“_”、美元符号“$”或者人民币符号“¥”组成,并且首字母不能是数字。

2) 不能把关键字和保留字作为标识符。

3) 标识符没有长度限制。

4) 标识符对大小写敏感。

Java编程规范:

1)类名和接口名:首字母大写,其余字母小写。如SamDoc

2)方法名和变量名:首字母小写,其余的字母大写。

如bothEyesOfDoll。

3)包名:字母全部小写。如,comabcdollapp。

4)常量名:采用大写形式,单词之间以下划线“_”隔开。

如DEFAULT_COLOR_DOL。

…………………………

31、介绍JAVA中的Collection FrameWork(包括如何写自己的数据结构)

答:Collection FrameWork如下:

Collection

├List

│├LinkedList

│├ArrayList

│└Vector

│ └Stack

└Set

Map

├Hashtable

├HashMap

└WeakHashMap

Collection是最基本的集合接口,一个Collection代表一组Object,即Collection的元素(Elements)

Map提供key到value的映射

32、抽象类与接口?

答:抽象类与接口都用于抽象,但是抽象类(JAVA中)可以有自己的部分实现,而接口则完全是一个标识(同时有多重继承的功能)。

JAVA类实现序例化的方法是实现javaioSerializable接口

Collection框架中实现比较要实现Comparable 接口和 Comparator 接口

33、STRING与STRINGBUFFER的区别。

答:STRING的长度是不可变的,STRINGBUFFER的长度是可变的。如果你对字符串中的内容经常进行 *** 作,特别是内容要修改时,那么使用StringBuffer,如果最后需要String,那么使用StringBuffer的toString()方法

34、谈谈final, finally, finalize的区别

答:final修饰符(关键字)如果一个类被声明为final,意味着它不能再派生出新的子类,不能作为父类被继承。因此一个类不能既被声明为 abstract的,又被声明为final的。将变量或方法声明为final,可以保证它们在使用中不被改变。被声明为final的变量必须在声明时给定初值,而在以后的引用中只能读取,不可修改。被声明为final的方法也同样只能使用,不能重载

finally再异常处理时提供 finally 块来执行任何清除 *** 作。如果抛出一个异常,那么相匹配的 catch 子句就会执行,然后控制就会进入 finally 块(如果有的话)

finalize方法名。Java 技术允许使用 finalize() 方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在确定这个对象没有被引用时对这个对象调用的。它是在 Object 类中定义的,因此所有的类都继承了它。子类覆盖 finalize() 方法以整理系统资源或者执行其他清理工作。finalize() 方法是在垃圾收集器删除对象之前对这个对象调用的

35、面向对象的特征有哪些方面

答:主要有以下四方面:

1抽象:

抽象就是忽略一个主题中与当前目标无关的那些方面,以便更充分地注意与当前目标有关的方面。抽象并不打算了解全部问题,而只是选择其中的一部分,暂时不用部分细节。抽象包括两个方面,一是过程抽象,二是数据抽象。

2继承:

继承是一种联结类的层次模型,并且允许和鼓励类的重用,它提供了一种明确表述共性的方法。对象的一个新类可以从现有的类中派生,这个过程称为类继承。新类继承了原始类的特性,新类称为原始类的派生类(子类),而原始类称为新类的基类(父类)。派生类可以从它的基类那里继承方法和实例变量,并且类可以修改或增加新的方法使之更适合特殊的需要。

3封装:

封装是把过程和数据包围起来,对数据的访问只能通过已定义的界面。面向对象计算始于这个基本概念,即现实世界可以被描绘成一系列完全自治、封装的对象,这些对象通过一个受保护的接口访问其他对象。

4 多态性:

多态性是指允许不同类的对象对同一消息作出响应。多态性包括参数化多态性和包含多态性。多态性语言具有灵活、抽象、行为共享、代码共享的优势,很好的解决了应用程序函数同名问题。

36、String是最基本的数据类型吗

答:基本数据类型包括byte、int、char、long、float、double、boolean和short。

javalangString类是final类型的,因此不可以继承这个类、不能修改这个类。为了提高效率节省空间,我们应该用StringBuffer类

37、int 和 Integer 有什么区别

答:Java 提供两种不同的类型:引用类型和原始类型(或内置类型)。Int是java的原始数据类型,Integer是java为int提供的封装类。Java为每个原始类型提供了封装类。原始类型封装类booleanBoolean,charCharacter,byteByte,shortShort,intInteger,

longLong,floatFloat,doubleDouble

引用类型和原始类型的行为完全不同,并且它们具有不同的语义。引用类型和原始类型具有不同的特征和用法,它们包括:大小和速度问题,这种类型以哪种类型的数据结构存储,当引用类型和原始类型用作某个类的实例数据时所指定的缺省值。对象引用实例变量的缺省值为 null,而原始类型实例变量的缺省值与它们的类型有关

38、运行时异常与一般异常有何异同

答:异常表示程序运行过程中可能出现的非正常状态,运行时异常表示虚拟机的通常 *** 作中可能遇到的异常,是一种常见运行错误。java编译器要求方法必须声明抛出可能发生的非运行时异常,但是并不要求必须声明抛出未被捕获的运行时异常。

39、说出ArrayList,Vector, LinkedList的存储性能和特性

答:ArrayList和Vector都是使用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,它们都允许直接按序号索引元素,但是插入元素要涉及数组元素移动等内存 *** 作,所以索引数据快而插入数据慢,

Vector由于使用了synchronized方法(线程安全),通常性能上较ArrayList差,而LinkedList使用双向链表实现存储,按序号索引数据需要进行前向或后向遍历,但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可,所以插入速度较快。

40、HashMap和Hashtable的区别

答:HashMap是Hashtable的轻量级实现(非线程安全的实现),他们都完成了Map接口,主要区别在于HashMap允许空(null)键值(key),由于非线程安全,效率上可能高于Hashtable。

HashMap允许将null作为一个entry的key或者value,而Hashtable不允许。

HashMap把Hashtable的contains方法去掉了,改成containsvalue和containsKey。因为contains方法容易让人引起误解。

Hashtable继承自Dictionary类,而HashMap是Java12引进的Map interface的一个实现。

最大的不同是,Hashtable的方法是Synchronize的,而HashMap不是,在多个线程访问Hashtable时,不需要自己为它的方法实现同步,而HashMap 就必须为之提供外同步。

Hashtable和HashMap采用的hash/rehash算法都大概一样,所以性能不会有很大的差异。

41、heap和stack有什么区别

答:栈是一种线形集合,其添加和删除元素的 *** 作应在同一段完成。栈按照后进先出的方式进行处理。堆是栈的一个组成元素

42、Java的接口和C++的虚类的相同和不同处

答:由于Java不支持多继承,而有可能某个类或对象要使用分别在几个类或对象里面的方法或属性,现有的单继承机制就不能满足要求。与继承相比,接口有更高的灵活性,因为接口中没有任何实现代码。当一个类实现了接口以后,该类要实现接口里面所有的方法和属性,并且接口里面的属性在默认状态下面都是public static,所有方法默认情况下是public一个类可以实现多个接口。

43、Java中的异常处理机制的简单原理和应用

答:当JAVA程序违反了JAVA的语义规则时,JAVA虚拟机就会将发生的错误表示为一个异常。违反语义规则包括2种情况。一种是JAVA类库内置的语义检查。例如数组下标越界,会引发IndexOutOfBoundsException;访问null的对象时会引发NullPointerException。另一种情况就是JAVA允许程序员扩展这种语义检查,程序员可以创建自己的异常,并自由选择在何时用throw关键字引发异常。所有的异常都是javalangThowable的子类。

43、垃圾回收的优点和原理。并考虑2种回收机制

答:Java语言中一个显著的特点就是引入了垃圾回收机制,使c++程序员最头疼的内存管理的问题迎刃而解,它使得Java程序员在编写程序的时候不再需要考虑内存管理。由于有个垃圾回收机制,Java中的对象不再有"作用域"的概念,只有对象的引用才有"作用域"。垃圾回收可以有效的防止内存泄露,有效的使用可以使用的内存。垃圾回收器通常是作为一个单独的低级别的线程运行,不可预知的情况下对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清楚和回收,程序员不能实时的调用垃圾回收器对某个对象或所有对象进行垃圾回收。回收机制有分代复制垃圾回收和标记垃圾回收,增量垃圾回收。

44、你所知道的集合类都有哪些?主要方法?

答:最常用的集合类是 List 和 Map。 List 的具体实现包括 ArrayList 和 Vector,它们是可变大小的列表,比较适合构建、存储和 *** 作任何类型对象的元素列表。 List 适用于按数值索引访问元素的情形。

Map 提供了一个更通用的元素存储方法。 Map 集合类用于存储元素对(称作"键"和"值"),其中每个键映射到一个值。

45、描述一下JVM加载class文件的原理机制

答:JVM中类的装载是由ClassLoader和它的子类来实现的,Java ClassLoader 是一个重要的Java运行时系统组件。它负责在运行时查找和装入类文件的类。

46、排序都有哪几种方法?请列举

答: 排序的方法有:插入排序(直接插入排序、希尔排序),交换排序(冒泡排序、快速排序),选择排序(直接选择排序、堆排序),归并排序,分配排序(箱排序、基数排序)

快速排序的伪代码。

/ /使用快速排序方法对a[ 0 :n- 1 ]排序

从a[ 0 :n- 1 ]中选择一个元素作为middle,该元素为支点

把余下的元素分割为两段left 和right,使得left中的元素都小于等于支点,而right 中的元素都大于等于支点

递归地使用快速排序方法对left 进行排序

递归地使用快速排序方法对right 进行排序

所得结果为left + middle + right

47、JAVA语言如何进行异常处理,关键字:throws,throw,try,catch,finally分别代表什么意义?在try块中可以抛出异常吗?="3">答:Java通过面向对象的方法进行异常处理,把各种不同的异常进行分类,并提供了良好的接口。在Java中,每个异常都是一个对象,它是Throwable类或其它子类的实例。当一个方法出现异常后便抛出一个异常对象,该对象中包含有异常信息,调用这个对象的方法可以捕获到这个异常并进行处理。Java的异常处理是通过5个关键词来实现的:try、catch、throw、throws和finally。一般情况下是用try来执行一段程序,如果出现异常,系统会抛出(throws)一个异常,这时候你可以通过它的类型来捕捉(catch)它,或最后(finally)由缺省处理器来处理。

用try来指定一块预防所有"异常"的程序。紧跟在try程序后面,应包含一个catch子句来指定你想要捕捉的"异常"的类型。

throw语句用来明确地抛出一个"异常"。

throws用来标明一个成员函数可能抛出的各种"异常"。

Finally为确保一段代码不管发生什么"异常"都被执行一段代码。

可以在一个成员函数调用的外面写一个try语句,在这个成员函数内部写另一个try语句保护其他代码。每当遇到一个try语句,"异常"的框架就放到堆栈上面,直到所有的try语句都完成。如果下一级的try语句没有对某种"异常"进行处理,堆栈就会展开,直到遇到有处理这种"异常"的try语句。

48、一个"java"源文件中是否可以包括多个类(不是内部类)?有什么限制?

答:可以。必须只有一个类名与文件名相同。

49、java中有几种类型的流?JDK为每种类型的流提供了一些抽象类以供继承,请说出他们分别是哪些类?

答:字节流,字符流。字节流继承于InputStream OutputStream,字符流继承于InputStreamReader OutputStreamWriter。在javaio包中还有许多其他的流,主要是为了提高性能和使用方便。

50、java中会存在内存泄漏吗,请简单描述。

答:会。自己实现堆载的数据结构时有可能会出现内存泄露,可参看effective java

Map是成对放的,一放一对。。分成KEY和VALUE

Map分为HashMap或Hashtable、LinkedHashMap和TreeMap几个,

其中HashMap是新版的,线程不安全的,Hashtable是线程安全的。

Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器,而一个值对象又可以是一个Map,依次类推,这样就可形成一个多级映射。对于键对象来说,像Set一样,一个Map容器中的键对象不允许重复,这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样,那你想得到那个键对象所对应的值对象时就有问题了,可能你得到的并不是你想的那个值对象,结果会造成混乱,所以键的唯一性很重要,也是符合集合的性质的。当然在使用过程中,某个键所对应的值对象可能会发生变化,这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一个值对象上,这不会发生任何问题(不过对你的使用却可能会造成不便,你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象)。Map有两种比较常用的实现:HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希码的算法,以便快速查找一个键,TreeMap则是对键按序存放,因此它便有一些扩展的方法,比如firstKey(),lastKey()等,你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单,用put(Object

key,Object

value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object

key)可得到与此key对象所对应的值对象。

import

javautil;

class

HashMapDemo

{

public

static

void

main(String

args[])

{

//

Create

a

hash

map

HashMap

hm

=

new

HashMap();

//

Put

elements

to

the

map

hmput("John

Doe",

new

Double(343434));

hmput("Tom

Smith",

new

Double(12322));

hmput("Jane

Baker",

new

Double(137800));

hmput("Todd

Hall",

new

Double(9922));

hmput("Ralph

Smith",

new

Double(-1908));

//

Get

a

set

of

the

entries

Set

set

=

hmentrySet();

//

Get

an

iterator

Iterator

i

=

setiterator();

//

Display

elements

while(ihasNext())

{

MapEntry

me

=

(MapEntry)inext();

Systemoutprint(megetKey()

+

":

");

Systemoutprintln(megetValue());

}

}

由MapEntry定义的getKey(

)和getValue(

)方法而显示。程序开始创建一个散列映射,然后将名字的映射增加到平衡表中。接下来,映射的内容通过使用由调用函数entrySet(

)而获得的集合“视图”而显示出来。关键字和值通过调用

个人认为可以通过遍历 HashMap 来判断 value 从而得到Key下面是个测试,仅仅是个人方法,有错还望高手提出!import javautilHashMap;import javautilMap;public class Test{ //通过value拿到key public Object getKey(Map map,Object value) { for(Object key:mapkeySet()) if(mapget(key)equals(value)) return key; return null; } public static void main(String[] args) { Map

HashMap 和 HashSet 是 Java Collection Framework 的两个重要成员,其中 HashMap 是 Map 接口的常用实现类,HashSet 是 Set 接口的常用实现类。虽然 HashMap 和 HashSet 实现的接口规范不同,但它们底层的 Hash 存储机制完全一样,甚至 HashSet 本身就采用 HashMap 来实现的。

通过 HashMap、HashSet 的源代码分析其 Hash 存储机制

实际上,HashSet 和 HashMap 之间有很多相似之处,对于 HashSet 而言,系统采用 Hash 算法决定集合元素的存储位置,这样可以保证能快速存、取集合元素;对于 HashMap 而言,系统 key-value 当成一个整体进行处理,系统总是根据 Hash 算法来计算 key-value 的存储位置,这样可以保证能快速存、取 Map 的 key-value 对。

在介绍集合存储之前需要指出一点:虽然集合号称存储的是 Java 对象,但实际上并不会真正将 Java 对象放入 Set 集合中,只是在 Set 集合中保留这些对象的引用而言。也就是说:Java 集合实际上是多个引用变量所组成的集合,这些引用变量指向实际的 Java 对象。

集合和引用

就像引用类型的数组一样,当我们把 Java 对象放入数组之时,并不是真正的把 Java 对象放入数组中,只是把对象的引用放入数组中,每个数组元素都是一个引用变量。

HashMap 的存储实现

当程序试图将多个 key-value 放入 HashMap 中时,以如下代码片段为例:

Java代码

HashMap<String , Double> map = new HashMap<String , Double>();

mapput("语文" , 800);

mapput("数学" , 890);

mapput("英语" , 782);

HashMap 采用一种所谓的“Hash 算法”来决定每个元素的存储位置。

当程序执行 mapput("语文" , 800); 时,系统将调用"语文"的 hashCode() 方法得到其 hashCode 值——每个 Java 对象都有 hashCode() 方法,都可通过该方法获得它的 hashCode 值。得到这个对象的 hashCode 值之后,系统会根据该 hashCode 值来决定该元素的存储位置。

我们可以看 HashMap 类的 put(K key , V value) 方法的源代码:

Java代码

public V put(K key, V value)

{

// 如果 key 为 null,调用 putForNullKey 方法进行处理

if (key == null)

return putForNullKey(value);

// 根据 key 的 keyCode 计算 Hash 值

int hash = hash(keyhashCode());

// 搜索指定 hash 值在对应 table 中的索引

int i = indexFor(hash, tablelength);

// 如果 i 索引处的 Entry 不为 null,通过循环不断遍历 e 元素的下一个元素

for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = enext)

{

Object k;

// 找到指定 key 与需要放入的 key 相等(hash 值相同

// 通过 equals 比较放回 true)

if (ehash == hash && ((k = ekey) == key

|| keyequals(k)))

{

V oldValue = evalue;

evalue = value;

erecordAccess(this);

return oldValue;

}

}

// 如果 i 索引处的 Entry 为 null,表明此处还没有 Entry

modCount++;

// 将 key、value 添加到 i 索引处

addEntry(hash, key, value, i);

return null;

}

上面程序中用到了一个重要的内部接口:MapEntry,每个 MapEntry 其实就是一个 key-value 对。从上面程序中可以看出:当系统决定存储 HashMap 中的 key-value 对时,完全没有考虑 Entry 中的 value,仅仅只是根据 key 来计算并决定每个 Entry 的存储位置。这也说明了前面的结论:我们完全可以把 Map 集合中的 value 当成 key 的附属,当系统决定了 key 的存储位置之后,value 随之保存在那里即可。

上面方法提供了一个根据 hashCode() 返回值来计算 Hash 码的方法:hash(),这个方法是一个纯粹的数学计算,其方法如下:

Java代码

static int hash(int h)

{

h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);

return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);

}

对于任意给定的对象,只要它的 hashCode() 返回值相同,那么程序调用 hash(int h) 方法所计算得到的 Hash 码值总是相同的。接下来程序会调用 indexFor(int h, int length) 方法来计算该对象应该保存在 table 数组的哪个索引处。indexFor(int h, int length) 方法的代码如下:

Java代码

static int indexFor(int h, int length)

{

return h & (length-1);

}

这个方法非常巧妙,它总是通过 h &(tablelength -1) 来得到该对象的保存位置——而 HashMap 底层数组的长度总是 2 的 n 次方,这一点可参看后面关于 HashMap 构造器的介绍。

当 length 总是 2 的倍数时,h & (length-1) 将是一个非常巧妙的设计:假设 h=5,length=16, 那么 h & length - 1 将得到 5;如果 h=6,length=16, 那么 h & length - 1 将得到 6 ……如果 h=15,length=16, 那么 h & length - 1 将得到 15;但是当 h=16 时 , length=16 时,那么 h & length - 1 将得到 0 了;当 h=17 时 , length=16 时,那么 h & length - 1 将得到 1 了……这样保证计算得到的索引值总是位于 table 数组的索引之内。

根据上面 put 方法的源代码可以看出,当程序试图将一个 key-value 对放入 HashMap 中时,程序首先根据该 key 的 hashCode() 返回值决定该 Entry 的存储位置:如果两个 Entry 的 key 的 hashCode() 返回值相同,那它们的存储位置相同。如果这两个 Entry 的 key 通过 equals 比较返回 true,新添加 Entry 的 value 将覆盖集合中原有 Entry 的 value,但 key 不会覆盖。如果这两个 Entry 的 key 通过 equals 比较返回 false,新添加的 Entry 将与集合中原有 Entry 形成 Entry 链,而且新添加的 Entry 位于 Entry 链的头部——具体说明继续看 addEntry() 方法的说明。

当向 HashMap 中添加 key-value 对,由其 key 的 hashCode() 返回值决定该 key-value 对(就是 Entry 对象)的存储位置。当两个 Entry 对象的 key 的 hashCode() 返回值相同时,将由 key 通过 eqauls() 比较值决定是采用覆盖行为(返回 true),还是产生 Entry 链(返回 false)。

上面程序中还调用了 addEntry(hash, key, value, i); 代码,其中 addEntry 是 HashMap 提供的一个包访问权限的方法,该方法仅用于添加一个 key-value 对。下面是该方法的代码:

Java代码

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)

{

// 获取指定 bucketIndex 索引处的 Entry

Entry<K,V> e = table[bucketIndex]; // ①

// 将新创建的 Entry 放入 bucketIndex 索引处,并让新的 Entry 指向原来的 Entry

table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);

// 如果 Map 中的 key-value 对的数量超过了极限

if (size++ >= threshold)

// 把 table 对象的长度扩充到 2 倍。

resize(2 tablelength); // ②

}

上面方法的代码很简单,但其中包含了一个非常优雅的设计:系统总是将新添加的 Entry 对象放入 table 数组的 bucketIndex 索引处——如果 bucketIndex 索引处已经有了一个 Entry 对象,那新添加的 Entry 对象指向原有的 Entry 对象(产生一个 Entry 链),如果 bucketIndex 索引处没有 Entry 对象,也就是上面程序①号代码的 e 变量是 null,也就是新放入的 Entry 对象指向 null,也就是没有产生 Entry 链。

JDK 源码

在 JDK 安装目录下可以找到一个 srczip 压缩文件,该文件里包含了 Java 基础类库的所有源文件。只要读者有学习兴趣,随时可以打开这份压缩文件来阅读 Java 类库的源代码,这对提高读者的编程能力是非常有帮助的。需要指出的是:srczip 中包含的源代码并没有包含像上文中的中文注释,这些注释是笔者自己添加进去的。

Hash 算法的性能选项

根据上面代码可以看出,在同一个 bucket 存储 Entry 链的情况下,新放入的 Entry 总是位于 bucket 中,而最早放入该 bucket 中的 Entry 则位于这个 Entry 链的最末端。

上面程序中还有这样两个变量:

size:该变量保存了该 HashMap 中所包含的 key-value 对的数量。

threshold:该变量包含了 HashMap 能容纳的 key-value 对的极限,它的值等于 HashMap 的容量乘以负载因子(load factor)。

从上面程序中②号代码可以看出,当 size++ >= threshold 时,HashMap 会自动调用 resize 方法扩充 HashMap 的容量。每扩充一次,HashMap 的容量就增大一倍。

上面程序中使用的 table 其实就是一个普通数组,每个数组都有一个固定的长度,这个数组的长度就是 HashMap 的容量。HashMap 包含如下几个构造器:

HashMap():构建一个初始容量为 16,负载因子为 075 的 HashMap。

HashMap(int initialCapacity):构建一个初始容量为 initialCapacity,负载因子为 075 的 HashMap。

HashMap(int initialCapacity, float loadFactor):以指定初始容量、指定的负载因子创建一个 HashMap。

当创建一个 HashMap 时,系统会自动创建一个 table 数组来保存 HashMap 中的 Entry,下面是 HashMap 中一个构造器的代码:

Java代码

// 以指定初始化容量、负载因子创建 HashMap

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

{

// 初始容量不能为负数

if (initialCapacity < 0)

throw new IllegalArgumentException(

"Illegal initial capacity: " +

initialCapacity);

// 如果初始容量大于最大容量,让出示容量

if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)

initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;

// 负载因子必须大于 0 的数值

if (loadFactor <= 0 || FloatisNaN(loadFactor))

throw new IllegalArgumentException(

loadFactor);

// 计算出大于 initialCapacity 的最小的 2 的 n 次方值。

int capacity = 1;

while (capacity < initialCapacity)

capacity <<= 1;

thisloadFactor = loadFactor;

// 设置容量极限等于容量 负载因子

threshold = (int)(capacity loadFactor);

// 初始化 table 数组

table = new Entry[capacity]; // ①

init();

}

上面代码中粗体字代码包含了一个简洁的代码实现:找出大于 initialCapacity 的、最小的 2 的 n 次方值,并将其作为 HashMap 的实际容量(由 capacity 变量保存)。例如给定 initialCapacity 为 10,那么该 HashMap 的实际容量就是 16。

程序①号代码处可以看到:table 的实质就是一个数组,一个长度为 capacity 的数组。

对于 HashMap 及其子类而言,它们采用 Hash 算法来决定集合中元素的存储位置。当系统开始初始化 HashMap 时,系统会创建一个长度为 capacity 的 Entry 数组,这个数组里可以存储元素的位置被称为“桶(bucket)”,每个 bucket 都有其指定索引,系统可以根据其索引快速访问该 bucket 里存储的元素。

无论何时,HashMap 的每个“桶”只存储一个元素(也就是一个 Entry),由于 Entry 对象可以包含一个引用变量(就是 Entry 构造器的的最后一个参数)用于指向下一个 Entry,因此可能出现的情况是:HashMap 的 bucket 中只有一个 Entry,但这个 Entry 指向另一个 Entry ——这就形成了一个 Entry 链。如图 1 所示:

图 1 HashMap 的存储示意

HashMap 的读取实现

当 HashMap 的每个 bucket 里存储的 Entry 只是单个 Entry ——也就是没有通过指针产生 Entry 链时,此时的 HashMap 具有最好的性能:当程序通过 key 取出对应 value 时,系统只要先计算出该 key 的 hashCode() 返回值,在根据该 hashCode 返回值找出该 key 在 table 数组中的索引,然后取出该索引处的 Entry,最后返回该 key 对应的 value 即可。看 HashMap 类的 get(K key) 方法代码:

Java代码

public V get(Object key)

{

// 如果 key 是 null,调用 getForNullKey 取出对应的 value

if (key == null)

return getForNullKey();

// 根据该 key 的 hashCode 值计算它的 hash 码

int hash = hash(keyhashCode());

// 直接取出 table 数组中指定索引处的值,

for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, tablelength)];

e != null;

// 搜索该 Entry 链的下一个 Entr

e = enext) // ①

{

Object k;

// 如果该 Entry 的 key 与被搜索 key 相同

if (ehash == hash && ((k = ekey) == key

|| keyequals(k)))

return evalue;

}

return null;

}

从上面代码中可以看出,如果 HashMap 的每个 bucket 里只有一个 Entry 时,HashMap 可以根据索引、快速地取出该 bucket 里的 Entry;在发生“Hash 冲突”的情况下,单个 bucket 里存储的不是一个 Entry,而是一个 Entry 链,系统只能必须按顺序遍历每个 Entry,直到找到想搜索的 Entry 为止——如果恰好要搜索的 Entry 位于该 Entry 链的最末端(该 Entry 是最早放入该 bucket 中),那系统必须循环到最后才能找到该元素。

归纳起来简单地说,HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理,这个整体就是一个 Entry 对象。HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 key-value 对,当需要存储一个 Entry 对象时,会根据 Hash 算法来决定其存储位置;当需要取出一个 Entry 时,也会根据 Hash 算法找到其存储位置,直接取出该 Entry。由此可见:HashMap 之所以能快速存、取它所包含的 Entry,完全类似于现实生活中母亲从小教我们的:不同的东西要放在不同的位置,需要时才能快速找到它。

当创建 HashMap 时,有一个默认的负载因子(load factor),其默认值为 075,这是时间和空间成本上一种折衷:增大负载因子可以减少 Hash 表(就是那个 Entry 数组)所占用的内存空间,但会增加查询数据的时间开销,而查询是最频繁的的 *** 作(HashMap 的 get() 与 put() 方法都要用到查询);减小负载因子会提高数据查询的性能,但会增加 Hash 表所占用的内存空间。

掌握了上面知识之后,我们可以在创建 HashMap 时根据实际需要适当地调整 load factor 的值;如果程序比较关心空间开销、内存比较紧张,可以适当地增加负载因子;如果程序比较关心时间开销,内存比较宽裕则可以适当的减少负载因子。通常情况下,程序员无需改变负载因子的值。

如果开始就知道 HashMap 会保存多个 key-value 对,可以在创建时就使用较大的初始化容量,如果 HashMap 中 Entry 的数量一直不会超过极限容量(capacity load factor),HashMap 就无需调用 resize() 方法重新分配 table 数组,从而保证较好的性能。当然,开始就将初始容量设置太高可能会浪费空间(系统需要创建一个长度为 capacity 的 Entry 数组),因此创建 HashMap 时初始化容量设置也需要小心对待。

Hashmap是一种非常常用的、应用广泛的数据类型,最近研究到相关的内容,就正好复习一下。网上关于hashmap的文章很多,但到底是自己学习的总结,就发出来跟大家一起分享,一起讨论。

1HashMap的数据结构:在java 中 数据结构,最基本 也就两种 一种数组 一种模拟指针。所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,hashmap也不例外。Hashmap实际上是一个数组和链表的结合体。数组的默认长度为16,

2hashMap源码解析

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 初始化容量大小 

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; ///容器最大值

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 075f; //加载影子

static final Entry[] EMPTY_TABLE = {}; //null 的hashMap

transient Entry[] table = (Entry[]) EMPTY_TABLE;///动态扩大容器时使用的一个hashMap

transient int size;//当前数据量

int threshold;//扩大容器时的大小 为 capacity load factor

final float loadFactor;//使用率阀值,默认为:DEFAULT_LOAD_FACTOR

存取元素 :调用put方法

public V put(K key, V value) { 

//判断当前table 为Null 第一次Put 

 if (table == EMPTY_TABLE) {

     inflateTable(threshold);  //初始化容器的大小

 }

 if (key == null) 

 return putForNullKey(value); //判断当前key 为null 将Null key添加到数组的第一个位置

 int hash = hash(key); //将当前key进行hash 详情见下方

 int i = indexFor(hash, tablelength); //调用完hash算法后,详情见下方

 for (Entry e = table[i]; e != null; e = enext) { //循环判断当前数组下标为Entry的实体 将当前key相同的替换为最新的值

            Object k;

            if (ehash == hash && ((k = ekey) == key || keyequals(k))) {

                V oldValue = evalue;

                evalue = value;

                erecordAccess(this);

                return oldValue;

            }

        }

        modCount++;

        addEntry(hash, key, value, i); //如果key都不同 则添加Entry详情见下方

        return null;

    }

hashMap的hash算法剖析

final int hash(Object k) {

        int h = hashSeed;

        if (0 != h && k instanceof String) {  //判断当前k是否为string 和

            return sunmiscHashingstringHash32((String) k); //使用stringHash32算法得出key   的hash值

        }

        h ^= khashCode(); //调用key的hashCode 得出值 后使用"或"运算符 

        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);

        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);

前面说过HashMap的数据结构是数组和链表的结合,所以我们当然希望这个HashMap里面的 元素位置尽量的分布均匀些,尽量使得每个位置上的元素数量只有一个,那么当我们用hash算法求得这个位置的时候,马上就可以知道对应位置的元素就是我们要的,而不用再去遍历链表,这样就大大优化了查询的效率。

一个十进制数32768(二进制1000 0000 0000 0000),经过上述公式运算之后的结果是35080(二进制1000 1001 0000 1000)。看出来了吗?或许这样还看不出什么,再举个数字61440(二进制1111 0000 0000 0000),运算结果是65263(二进制1111 1110 1110 1111),现在应该很明显了,它的目的是让“1”变的均匀一点,散列的本意就是要尽量均匀分布。使用上述算法后 "1"就变得很均匀了。

我们用table[index]表示已经找到的元素需要存储的位置。先判断该位置上有没有元素(这个元素是HashMap内部定义的一个类Entity, 基本结构它包含三个类,key,value和指向下一个Entity的next),没有的话就创建一个Entity对象,在 table[index]位置上插入,这样插入结束;如果有的话,通过链表的遍历方式去逐个遍历,看看有没有已经存在的key,有的话用新的value替 换老的value;如果没有,则在table[index]插入该Entity,把原来在table[index]位置上的Entity赋值给新的 Entity的next,这样插入结束

    }

indexFor 返回当前数组下标 ,

static int indexFor(int h, int length) {

        return h & (length-1);

    }

那么得到key 之后的hash如何得到数组下标呢 ?把h与HashMap的承载量(HashMap的默认承载量length是16,可以自动变长。在构造HashMap的时候也可以指定一个长 度。这个承载量就是上图所描述的数组的长度。)进行逻辑与运算,即 h & (length-1),这样得到的结果就是一个比length小的正数,我们把这个值叫做index。其实这个index就是索引将要插入的值在数组中的 位置。第2步那个算法的意义就是希望能够得出均匀的index,这是HashTable的改进,HashTable中的算法只是把key的 hashcode与length相除取余,即hash % length,这样有可能会造成index分布不均匀。

首先来解释一下为什么数组大小为2的幂时hashmap访问的性能最高?

看下图,左边两组是数组长度为16(2的4次方),右边两组是数组长度为15。两组的hashcode均为8和9,但是很明显,当它们和1110“与”的时候,产生了相同的结果,也就是说它们会定位到数组中的同一个位置上去,这就产生了碰撞,8和9会被放到同一个链表上,那么查询的时候就需要遍历这个链表,得到8或者9,这样就降低了查询的效率。同时,我们也可以发现,当数组长度为15的时候,hashcode的值会与14(1110)进行“与”,那么最后一位永远是0,而0001,0011,0101,1001,1011,0111,1101这几个位置永远都不能存放元素了,空间浪费相当大,更糟的是这种情况中,数组可以使用的位置比数组长度小了很多,这意味着进一步增加了碰撞的几率,减慢了查询的效率! 

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {

  //// 若HashMap的实际大小 不小于 “阈值”,则调整HashMap的大小

        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {

            resize(2 tablelength);

            hash = (null != key) hash(key) : 0;

          //// 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”,// 设置“e”为“新Entry的下一个节点”

            bucketIndex = indexFor(hash, tablelength);

        }

        createEntry(hash, key, value, bucketIndex);

    }

//将当前key 和value添加到Entry[]中

void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { 

        Entry e = table[bucketIndex];  //将第一个就得table 复制个新的entry 

        table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e); //将当前新的Entry 复制个table[bucketIndex]  旧的table[bucketIndex] 和新的table[buckIndex]之间用next关联。第一个键值对A进来,通过计算其key的hash得到的index=0,记做:table[0] = A。一会后又进来一个键值对B,通过计算其index也等于0,现在怎么办?HashMap会这样做: Bnext = A ,table[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么 Cnext = B ,table[0] = C;这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他们通过next这个属性链接在一起

        size++; //容量加1

    }

以上就是HashMap添加元素时的过程解析

那么如何get元素呢?

public V get(Object key) {

 if (key == null) return getForNullKey(); //当前key是否为null 如果为null值返回table[0]这个value

    Entry entry = getEntry(key);

        return null == entry null : entrygetValue();

    }

final EntrygetEntry(Object key) {

 if (size == 0) { return null; }  //判断容量是否大于0 

 int hash = (key == null) 0 : hash(key); //对当前key 进行hash hash后得到一个值

 for (Entry e = table[indexFor(hash, tablelength)]; //获取当前Entry 循环遍历

            e != null;

            e = enext) {

            Object k;

            if (ehash == hash &&

                ((k = ekey) == key || (key != null && keyequals(k))))

                return e;

        }

        return null;

    }

扩展问题:

1当前我们的hashMap中越来越大的之后,"碰撞"就越来越明显,那么如何解决碰撞呢?扩容!

当hashmap中的元素个数超过数组大小captiloadFactor时,就会进行数组扩容,loadFactor的默认值为075,也就是说,默认情况下,数组大小为16,那么当hashmap中元素个数超过16075=12的时候,就把数组的大小扩展为216=32,即扩大一倍,然后重新计算每个元素在数组中的位置,而这是一个非常消耗性能的 *** 作,所以如果我们已经预知hashmap中元素的个数,那么预设元素的个数能够有效的提高hashmap的性能。比如说,我们有1000个元素new HashMap(1000), 但是理论上来讲new HashMap(1024)更合适,不过上面annegu已经说过,即使是1000,hashmap也自动会将其设置为1024。 但是new HashMap(1024)还不是更合适的,因为0751000 < 1000, 也就是说为了让075 size > 1000, 我们必须这样new HashMap(2048)才最合适,既考虑了&的问题,也避免了resize的问题

HashMap的两种遍历方式

第一种

Map map = newHashMap();

Iterator iter = mapentrySet()iterator();

while(iterhasNext()) {

MapEntry entry = (MapEntry) iternext();

Object key = entrygetKey();

Object val = entrygetValue();

}

效率高,以后一定要使用此种方式!

第二种

Map map = newHashMap();

Iterator iter = mapkeySet()iterator();

while(iterhasNext()) {

Object key = iternext();

Object val = mapget(key);

}

效率低,以后尽量少使用!

归纳

简单地说,HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理,这个整体就是一个 Entry 对象。HashMap 底层采用一个 Entry[] 数组来保存所有的 key-value 对,当需要存储一个 Entry 对象时,会根据hash算法来决定其在数组中的存储位置,在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置;当需要取出一个Entry时,

也会根据hash算法找到其在数组中的存储位置,再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。

以上就是关于关于HashMap中的key和value问题全部的内容,包括:关于HashMap中的key和value问题、Map集合:HashMap、TreeMap、java 中如何遍历hashMap的key所对应的value等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

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