先看看hashmap在整个Collection中的位置
HashMap中存储数据的结构是
/**
* The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
*/
transient Entry<K,V>[] table;
上面的英文就不用说了。
原来基础的存储结构式Entry的数组!
至于Entry是HashMap的一个内部类
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
int hash;
/**
* Creates new entry.
*/
Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
value = v;
next = n;
key = k;
hash = h;
}
.....
}
看到里面的这个参数Entry<K,V> next大家应该都明白了,HashMap中每个Entry键值对都是一个链表!!!
下面我们看看map的put,get,iterator方法及遍历
put方法
public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);
//计算key的hash 里面的实现比较麻烦 可以不用理会
int hash = hash(key);
//由hash码得到存储位置 计算方法是hash与table.length-1相与 这样的好处就是能保证要存放的位置肯定不会超过table的范围
//前面的hash方法与indexFor 我没有仔细研究 不过大家可以认为 两个不同的hash会对应不同的存储位置
int i = indexFor(hash, table.length);
//e.next 链表
//如果i的位置上已经有元素了 继续看for循环
//否则就new一个新的Entry
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
//如果要存储的key的hash值与已经存在在那个位置元素的key的hash值相等 并且两个key的内容也相等
//话说这里我看的不是太懂 e本身是一个新的对象
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value; //以下两行代码到底想干什么?
e.recordAccess(this); //把要加入的值 给了e 是什么意思?
return oldValue; //返回的是之前已经存在的那个键值对里的value
}
}
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//如果相应的位置已经有东西了 并且总的容量也到了 就扩容
//size threshold 这里面有点概念性的知识 大家看看源码就知道了
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
}
createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}
void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
//之前的那个位置的数据(不管有没有)转放到e里面
//现在有个问题 什么时候table[bucketIndex]里面才有数据呢?
Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
//看构造函数就知道 把e作为新entry的next 拉链法!!!
table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
size++;
}
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Entry<K,V> next;
int hash;
/**
* Creates new entry.
*/
Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
value = v;
next = n;
key = k;
hash = h;
}
.....
}
什么时候table[bucketIndex]里面才有数据呢? 换句话说拉链法是怎么实现的呢?我们先看下面的遍历。
hashmap的遍历
package iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Random;
import java.util.Iterator;
import java.util.HashMap;
import java.util.Collection;
/*
* @desc 遍历HashMap的测试程序。
* (01) 通过entrySet()去遍历key、value，参考实现函数：
* iteratorHashMapByEntryset()
* (02) 通过keySet()去遍历key、value，参考实现函数：
* iteratorHashMapByKeyset()
* (03) 通过values()去遍历value，参考实现函数：
* 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<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
map.put("ss",12); //第一次 会调用addEntry(hash, key, value, i);
map.put("ss",13); //第二次 会进入put方法里的for循环 然后直接return
map.put("ss",12); //第三次 会进入put方法里的for循环 然后直接return 那么什么时候才会使用拉链法呢
//当若干个key的内容不同但是hashCode相同时
for (int i=0; i<12; i++) {
// 随机获取一个[0,100)之间的数字
val = r.nextInt(10);
key = String.valueOf(val);
value = r.nextInt(5);
// 添加到HashMap中
map.put(key, value);
}
// 通过entrySet()遍历HashMap的key-value
iteratorHashMapByEntryset(map) ;
// 通过keySet()遍历HashMap的key-value
iteratorHashMapByKeyset(map) ;
// 单单遍历HashMap的value
iteratorHashMapJustValues(map);
}
/*
* 通过entry set遍历HashMap
* 效率高!
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
private static void iteratorHashMapByEntryset(HashMap<String, Integer> 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<String, Integer> entry = (Entry<String, Integer>)iter.next();
key = (String)entry.getKey();
integ = (Integer)entry.getValue();
System.out.println(key+" -- "+integ.intValue());
}
}
/*
* 通过keyset来遍历HashMap
* 效率低!
*/
private static void iteratorHashMapByKeyset(HashMap<String, Integer> map) {
if (map == null)
return ;
System.out.println("\niterator HashMap By keyset");
String key = null;
Integer integ = null;
Iterator<String> iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
key = iter.next();
integ = map.get(key);
System.out.println(key+" -- "+integ.intValue());
}
}
/*
* 遍历HashMap的values
*/
private static void iteratorHashMapJustValues(HashMap<String, Integer> map) {
if (map == null)
return ;
Collection<Integer> c = map.values();
Iterator<Integer> iter= c.iterator();
while (iter.hasNext()) {
System.out.println(iter.next());
}
}
}
拉链法
上面已经说了使用entrySet的方式效率高,大家以后就采用这个吧,另外还提到了什么时候用拉链法看下面这个例子
HashMap<Person, Integer> map = new HashMap<Person, Integer>();
map.put(new Person("dlf", 14),12);
map.put(new Person("dlf", 15),12);
map.put(new Person("sdfe", 16),12);
对于person这个类,我重写了hashCode方法,但是没有重写equals方法;
person的hashCode方法:
public int hashCode() {
int h = 0;
if (name.equals("dlf")) {
return 123456789;
}
if (h == 0 && value.length > 0) {
char val[] = value;
for (int i = 0; i < value.length; i++) {
h = 31 * h + val[i];
}
hash = h;
}
return h;
}
大家再看看hashMap里面的put方法
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
//如果要存储的key的hash值与已经存在在那个位置元素的key的hash值相等 并且两个key的内容也相等
//话说这里我看的不是太懂 e本身是一个新的对象
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value; //以下两行代码到底想干什么?
e.recordAccess(this); //把要加入的值 给了e 是什么意思?
return oldValue; //返回的是之前已经存在的那个键值对里的value
}
}
当我
map.put(new Person("dlf", 14),12);
map.put(new Person("dlf", 15),12);
第二个person的hashcode与第一个person的hashcode是一样的,但是看看上面if条件句的第二部分
(k = e.key) == key || key.equals(k)
此时调用Object的equals方法也就是==,那么==比较的是什么呢?栈里面存储的地址值,两个新new处理的对象地址那自然不同的,所以if条件不满足,跳出for循环;
最后的结果是
iterator HashMap By entryset
dlf 15 -- 12
dlf 14 -- 12
sdfe 16 -- 12
iterator HashMap By keyset
dlf 15 -- 12
dlf 14 -- 12
sdfe 16 -- 12
12
12
12
get方法
public V get(Object key) {
if (key == null)
return getForNullKey();
// 获取key的hash值
int hash = hash(key.hashCode());
// 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素 大家看到了 是在hash对应的位置查找,而不是查找整个table
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;
}
iterator方法
我们就看效率最高的entrySet方法
Set<Entry<Person, Integer>> set=map.entrySet(); //为了更清楚些 我分开写
Iterator<?> iter = set.iterator();
最开始调用entrySet方法的时候,entrySet对象还为null,会调用new EntrySet;
待得到set集合后,会再次调用iterator方法
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
return entrySet0();
}
private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet0() {
Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
}
private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
return newEntryIterator();
}
.......
}
Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() {
return new EntryIterator();
}
大家看到了最后返回的Iterator是一个EntryIterator。
看EntryIterator的代码,它是继承了HashIterator;
private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
public Map.Entry<K,V> next() {
return nextEntry(); //这个方法在HashIterator中定义
}
}
随后我们在程序里调用
Map.Entry<Person, Integer> entry = (Entry<Person, Integer>)iter.next();
//以下为HashIterator类
//构造函数
//在我们new EntryIterator的时候 就已经调用这个其父类HashIterator的构造函数了
//HashIterator的成员变量在构造函数里面 就已经指到table里第一个元素了
HashIterator() {
expectedModCount = modCount;
if (size > 0) { // advance to first entry
Entry[] t = table;
while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
;
}
}
final Entry<K,V> nextEntry() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
Entry<K,V> e = next; //这个next是构造函数里面就指到table里第一个元素了(第一个不为null的元素)
if (e == null)
throw new NoSuchElementException();
// 先让next=e.next 然后才判断next是否为空
if ((next = e.next) == null) {
//从第一行调用来看
//如果table的第一个Entry(其实就是一个单链表) 就只有一个元素(其next为空)
//让next找到table的下一个元素
Entry[] t = table;
while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
;
}
current = e;
return e;
}
有了上面的if ((next = e.next) == null) 这一行,我们就不仅能遍历整个table,还能将table中某个entry中的所有元素也遍历了!不重复,不遗漏。
参考资料
http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3310835.html
我多说两句,上面的博客把java的整个Collection的源代码剖析了一遍,博客主人真乃牛人呀! 大家一定要去看看