HashMap和HashSet原理及底层实现

jopen 5年前

HashMap底层用哈希算法实现,下面看一下哈希算表的整体概括:

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map.put(“key”,”values”);的时候,底层是这样的:

static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {};       transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;     /**   * The number of key-value mappings contained in this map.   */    transient int size;    int threshold;  // 临界值 它等于HashMap的容量乘以负载因子    final float loadFactor;// 负载因子    public V put(K key, V value) {       // 如果table为空,则使其不为空            if (table == EMPTY_TABLE) {                inflateTable(threshold);            }           // 如果key为null,调用putForNullKey处理            if (key == null)                return putForNullKey(value);            int hash = hash(key);         // 搜索指定hash值对应的索引            int i = indexFor(hash, table.length);            for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {                Object k;      // 如果hash值相同,并且equals比较返回true,则覆盖,然后返回被覆盖的                if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {                    V oldValue = e.value;                    e.value = value;                    e.recordAccess(this);                    return oldValue;                }            }            // 如果i索引处的entry为null,表明此处还没有entry            modCount++;            addEntry(hash, key, value, i);            return null;    }    // 添加entry    void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {            if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {                resize(2 * table.length);//原来长度的2倍                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) {            Entry<K,V> e = table[bucketIndex];      // 头插法建立链            table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);            size++;     }    void resize(int newCapacity) {            Entry[] oldTable = table;//先记录下来table            int oldCapacity = oldTable.length;            if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {                threshold = Integer.MAX_VALUE;  //static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;                return;            }                 Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];//这个是原来长度的2倍            transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));            table = newTable;            threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);        }        /**        * Transfers all entries from current table to newTable.        */        void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {// rehash 是否重新hash            int newCapacity = newTable.length;            for (Entry<K,V> e : table) {                while(null != e) {                    Entry<K,V> next = e.next;                    if (rehash) {                        e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);                    }                    int i = indexFor(e.hash, newCapacity);                    e.next = newTable[i];                    newTable[i] = e;                    e = next;                }            }        }     /**        * Initialize the hashing mask value. We defer(延迟) initialization until we        * really need it.        */        final boolean initHashSeedAsNeeded(int capacity) {            boolean currentAltHashing = hashSeed != 0;            boolean useAltHashing = sun.misc.VM.isBooted() &&                    (capacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);            boolean switching = currentAltHashing ^ useAltHashing;            if (switching) {                hashSeed = useAltHashing                    ? sun.misc.Hashing.randomHashSeed(this)                    : 0;            }            return switching;        }    // 内部类 entry     static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {            final K key;            V value;            Entry<K,V> next;// 指向下一个entry            int hash;                 /**            * Creates new entry.            */            Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {                value = v;                next = n;                key = k;                hash = h;            }  

说明:

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capacityEntry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。当每个bucket只存储一个元素时,HashMap性能最好。当解决冲突而产生的链越长,性能越差。

装填因子load factor,默认值是0.75,这个是空间和时间的折衷,增大装填因子,可以减小Hash表所占用的空间,但会增加查找时间,减小装填因子,会提高数据查询性能,但会增加Hash表所占用的内存空间。

new 一个hashMap的时候,可以适当的传入要建立的大小,传入的应该是2n次幂。

HashSet的底层实现

HashSet底层是通过HashMap实现的,看如下的构造函数,构造HashSet的时候底层就构造了一个HashMap

    public HashSet() {                map = new HashMap<>();        }        private static final Object PRESENT = new Object();        public boolean add(E e) {                return map.put(e, PRESENT)==null;        }  

add的时候调用mapput方法,value始终是PRESENT

来自:http://blog.csdn.net/u012814506/article/details/39451461