文章目錄

• 簡介
• HashMap和TreeMap本質區別
• 排序區別
• Null值的區別
• 性能區別
• 共同點

深入理解HashMap和TreeMap的區別

簡介

HashMap和TreeMap是Map家族中非常常用的兩個類，兩個類在使用上和本質上有什么區別呢？本文將從這兩個方面進行深入的探討，希望能揭露其本質。

HashMap和TreeMap本質區別

先看HashMap的定義：

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

再看TreeMap的定義：

public class TreeMap<K,V>extends AbstractMap<K,V>implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable

從類的定義來看，HashMap和TreeMap都繼承自AbstractMap，不同的是HashMap實現的是Map接口，而TreeMap實現的是NavigableMap接口。NavigableMap是SortedMap的一種，實現了對Map中key的排序。

這樣兩者的第一個區別就出來了，TreeMap是排序的而HashMap不是。

再看看HashMap和TreeMap的構造函數的區別。

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

HashMap除了默認的無參構造函數之外，還可以接受兩個參數initialCapacity和loadFactor。

HashMap的底層結構是Node的數組：

transient Node<K,V>[] table

initialCapacity就是這個table的初始容量。如果大家不傳initialCapacity，HashMap提供了一個默認的值：

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

當HashMap中存儲的數據過多的時候，table數組就會被裝滿，這時候就需要擴容，HashMap的擴容是以2的倍數來進行的。而loadFactor就指定了什么時候需要進行擴容操作。默認的loadFactor是0.75。

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

再來看幾個非常有趣的變量：

static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;

上面的三個變量有什么用呢？在java 8之前，HashMap解決hashcode沖突的方法是采用鏈表的形式，為了提升效率，java 8將其轉成了TreeNode。什么時候會發送這個轉換呢？

這時候就要看這兩個變量TREEIFY_THRESHOLD和UNTREEIFY_THRESHOLD。

有的同學可能發現了，TREEIFY_THRESHOLD為什么比UNTREEIFY_THRESHOLD大2呢？其實這個問題我也不知道，但是你看源代碼的話，用到UNTREEIFY_THRESHOLD時候，都用的是<=,而用到TREEIFY_THRESHOLD的時候，都用的是>= TREEIFY_THRESHOLD - 1，所以這兩個變量在本質上是一樣的。

MIN_TREEIFY_CAPACITY表示的是如果table轉換TreeNode的最小容量，只有capacity >= MIN_TREEIFY_CAPACITY的時候才允許TreeNode的轉換。

TreeMap和HashMap不同的是，TreeMap的底層是一個Entry：

private transient Entry<K,V> root

他的實現是一個紅黑樹，方便用來遍歷和搜索。

TreeMap的構造函數可以傳入一個Comparator，實現自定義的比較方法。

public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {this.comparator = comparator;}

如果不提供自定義的比較方法，則使用的是key的natural order。

排序區別

我們講完兩者的本質之后，現在舉例說明，先看下兩者對排序的區別：

@Testpublic void withOrder(){Map<String, String> books = new HashMap<>();books.put("bob", "books");books.put("c", "concurrent");books.put("a", "a lock");log.info("{}",books);} @Testpublic void withOrder(){Map<String, String> books = new TreeMap<>();books.put("bob", "books");books.put("c", "concurrent");books.put("a", "a lock");log.info("{}",books);}

同樣的代碼，一個使用了HashMap，一個使用了TreeMap，我們會發現TreeMap輸出的結果是排好序的，而HashMap的輸出結果是不定的。

Null值的區別

HashMap可以允許一個null key和多個null value。而TreeMap不允許null key，但是可以允許多個null value。

@Testpublic void withNull() {Map<String, String> hashmap = new HashMap<>();hashmap.put(null, null);log.info("{}",hashmap);} @Testpublic void withNull() {Map<String, String> hashmap = new TreeMap<>();hashmap.put(null, null);log.info("{}",hashmap);}

HashMap會報出： NullPointerException。

性能區別

HashMap的底層是Array，所以HashMap在添加，查找，刪除等方法上面速度會非常快。而TreeMap的底層是一個Tree結構，所以速度會比較慢。

另外HashMap因為要保存一個Array，所以會造成空間的浪費，而TreeMap只保存要保持的節點，所以占用的空間比較小。

HashMap如果出現hash沖突的話，效率會變差，不過在java 8進行TreeNode轉換之后，效率有很大的提升。

TreeMap在添加和刪除節點的時候會進行重排序，會對性能有所影響。

共同點

兩者都不允許duplicate key,兩者都不是線程安全的。

本文的例子https://github.com/ddean2009/learn-java-collections

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的深入理解HashMap和TreeMap的区别的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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