HashMap和HashSet

一）HashMap

1.Map接口

interface Map<K,V> {int size();//查看Map中的鍵值對個數boolean isEmpty();//是否為空boolean containsKey(Object key);//是否包含某個鍵boolean containsValue(Object value);//是否包含某個值V get(Object key);//根據鍵獲取值，沒找到返回nullV put(K key, V value);//保存鍵值對，如果原來有key，則覆蓋并返回原來的值，原來沒有這個鍵返回nullV remove(Object key);//根據鍵刪除鍵值對，返回key原來的值，如果不存在，返回nullvoid putAll(Map<? extends K,? extends V> m);//保存m中所有的鍵值對到當前mapvoid clear();//清空Map中的所有鍵值對Set<K> keySet();//獲取Map中所有鍵的集合Collection<V> values();//獲取Map中所有值的集合Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();//獲取Map中所有的鍵值對interface Entry<K,V> { //嵌套接口表示一個鍵值對K getKey();//獲取鍵V getValue();//獲取值V setValue(V value);//設置值boolean equals(Object o);int hashCode();}boolean equals(Object o);int hashCode();}

keySet()、values()、entrySet()有一個共同特點，它們返回的都是視圖，

不是復制值，基于返回值的修改都會修改Map自身。例如：

map.keySet().clear();//會刪除所有鍵值對

2.HashMap

構造方法：

public HashMap(int initialCapacity) public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)

主要實例變量：

static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {}; //table是一個Entry類型的數組，稱為哈希表或者哈希桶， //其中每個元素指向一個單向鏈表，鏈表中的每個節點表示一個鍵值對 transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE; transient int size; //實際鍵值對個數 int threshold;//表示閾值，當鍵值對個數size大等于該值時考慮擴展 threshold = table.length * ?loadFactor final float loadFactor;

Entry是一個內部類，構造方法：

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {final K key;V value;Entry<K,V> next; //指向下一個節點int hash; //key的hash值Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {value = v;next = n;key = k;hash = h; //存儲hash值是為了在比較的時候加快速度}}

當添加鍵值對后，table就不是空表了，它會隨著鍵值對的添加進行擴展，擴展的策略類似于ArrayList.

默認構造方法：

public HashMap() {this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } //其中DEFAULT_INITIAL_CAPACITY=16，DEFAULT_LOAD_FACTOR=0.75

調用了：

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {this.loadFactor = loadFactor;threshold = initialCapacity; }

put方法：

public V put(K key, V value) {if(table == EMPTY_TABLE) {inflateTable(threshold);}if(key == null)return putForNullKey(value);int hash = hash(key); //計算key的hash值int i = indexFor(hash, table.length); //計算應該將這個鍵值對放入table中的哪個位置
//注意table是一個單向鏈表，現在在這個鏈表中查找是否已經有這個鍵for(Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {Object k;if(e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value;e.value = value;e.recordAccess(this);return oldValue;}}modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);return null;}

?

final int hash(Object k) {int h = 0h ^= k.hashCode();h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); }

?

static int indexFor(int h, int length) {return h & (length-1);//等同于h%length }

?

如果是第一個保存，先調用inflateTable方法給table分配空間：

private void inflateTable(int toSize) {//Find a power of 2 >= toSizeint capacity = roundUpToPowerOf2(toSize); //capacity的默認值為16threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); //默認為12table = new Entry[capacity];} void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {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) {Entry<K,V> e = table[bucketIndex];table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);size++; }

總結保存鍵值對過程：

1）計算鍵的哈希值

2）根據哈希值得到保存位置

3）插到對應位置的鏈表頭部或更新已有值

4）根據需要擴展table大小

例子：

Map<String,Integer> countMap = new HashMap<>(); countMap.put("hello", 1); countMap.put("world", 3); countMap.put("position", 4);

?

?

?

3.查找方法

public V get(Object key) {if(key == null)return getForNullKey();Entry<K,V> entry = getEntry(key);return null == entry ? null : entry.getValue();}

?

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {if(size == 0) {return null;}//把key轉換位hash值int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);//再把hash值換算為索引位置，快速查找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;}

?

containsKey()方法邏輯與之類似：

public boolean containsKey(Object key) {return getEntry(key) != null; }

HashMap可以方便高效地按鍵進行操作，但如果要按值進行操作，就要進行遍歷：

public boolean containsValue(Object value) {if(value == null)return containsNullValue();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;}

4.按鍵刪除鍵值對

public V remove(Object key) {Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);return(e == null ? null : e.value); } final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {if(size == 0) {return null;}int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);int i = indexFor(hash, table.length);Entry<K,V> prev = table[i];Entry<K,V> e = prev;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;elseprev.next = next;e.recordRemoval(this);return e;}prev = e;e = next;}return e;}

5.實現原理總結

1）根據鍵獲取和保存值的效率都很高，為O(1)，單向鏈表往往只有一個或

少數幾個節點，根據hash值就可以快速直接定位;

2）HashMap中的鍵值對沒有順序，因為hash值是隨機的。

注意，HashMap不是線程安全的，Java中還有一個類HashTable，它是Java最早實現的

容器類之一，實現了Map接口，實現原理與HashMap類似，但沒有特別優化，它內部通過

synchronized實現了線程安全。另外，在HashMap中鍵和值都可以為null，而在HashTable

中不可以。在不需要并發安全的場景中推薦使用HashMap。高并發場景中，推薦使用ConcurrentHashMap。

根據哈希值存取對象、比較對象是計算機程序中的一種重要思維方式，它使得存取對象主要依賴于自身

的哈希值，而不是與其他對象進行比較，存取效率也與集合大小無關，高達O(1),即使是進行比較，也能

比較Hash值提高比較效率。

二）HashSet

1.概述

HashSet實現了Set接口。

Set接口表示的是沒有重復元素，且不保證順序的容器的接口，它擴展自Collection，

雖然沒有定義任何新方法，不過對于其中的一些方法，它有自己的規范。

public interface Set<E> extends Collection<E> {int size();boolean isEmpty();boolean contains(Object o);//迭代遍歷時不強制要求元素之間有特別的順序//但某些Set實現可能有順序，比如ThreeSetIterator<E> iterator();Object[] toArray();<T> T[] toArray(T[] a);//添加元素時，如果集合中已經存在相同元素了，則不會改變集合，直接返回false//只有不存在時才會添加，返回trueboolean add(E e);boolean remove(Object o);boolean containsAll(Collection<?> c);//重復的元素不添加，不重復的元素才添加，如果集合有變化，返回trueboolean addAll(Collection<? extends E> c);boolean retainAll(Collection<?> c);boolean removeAll(Collection<?> c);void clear();boolean equals(Object o);int hashCode(); }

構造方法與HashMap類似：

public HashSet() public HashSet(int initialCapacity) public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) public HashSet(Collection<? extends E> c)

與HashMap類似，HashSet要求元素重寫hashCode與equals方法，且對于兩個對象，

如果equals相同，則hashCode也必須相同。如果元素是自定義類特別要注意這一點。

public class Dog {private String name;private int number;public Dog(String name, int number) {this.name = name;this.number = number;}@Overridepublic String toString() {return "Name: " + name + " Number: " + number;} } Dog a = new Dog("King", 110);Dog b = new Dog("King", 110);HashSet<Dog> dogs = new HashSet<>();dogs.add(a);dogs.add(b);System.out.println("The set is " + dogs);//The set is [Name: King Number: 110, Name: King Number: 110]

2.實現原理

HashSet內部是用HashMap實現的，其內部有一個HashMap實例變量：

private transient HashMap<E,Object> map;

Map有鍵和值，HashSet相當于只有鍵，值都是相同的固定值，這個值定義為：

private static final Object PRESENT = new Object();

構造方法：

public HashSet() {map = new HashMap<>();} public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor); } public HashSet(Collection<? extends E> c) {map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));addAll(c); }

add方法：

public boolean add(E e) {return map.put(e, PRESENT)==null; }

檢查是否包含：

public boolean contains(Object o) {return map.containsKey(o); }

刪除：

public boolean remove(Object o) {return map.remove(o)==PRESENT; }

迭代器：

public Iterator<E> iterator() {return map.keySet().iterator(); }

3.HashSet特點總結

1）沒有重復元素

2）沒有順序

3）可以高效地添加，刪除，判斷元素是否存在

轉載于:https://www.cnblogs.com/Shadowplay/p/9969407.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java笔记（七）HashMap和HashSet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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