1.数据结构的问题
数组(寻址容易,插入删除困难)
链表(寻址不易,插入删除容易)
结合两种数据机构,就出现了哈希表(可以称为链表的数组),每个数组的元素存储的是一个链表的头结点。
这样就是一个HashMap的数据结构了。
链表结点:
数组就不用看了,组合后的哈希表:
如果学过数据结构的课程,就应该知道,这个哈希表如何存储。一般情况是通过hash(key)%len获得,也就是元素的key的哈希值对数组长度取模得到。
但是如何在一个线性数组里面记录键值对呢?
hashmap中,有个Entry<K,V>内部类,这个可以看做链表的结点结构(继承于父类Map接口的Entry),其中属性有key,value,next,hash,
可以看出键值对就是key和value,next当然就是对应的链表中的下一个结点了,hash也就是该结点计算出来的hash值咯,在put的时候会首次计算出来。
总得来说HashMap的基础就是一个线性数组,这个数组就是Entry<K,V>[],Map里面的内容都保存在Entry<K,V>[]里面。(1.8里变成了Node,不影响)
transient Entry<K,V>[] table;
在1.8中新增了TreeNode,下面的有几行代码这么写到
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash);
这样将Node变成了TreeNode(双链),这样查找效率就从O(n)变成了O(logn),这是1.8对hashmap的优化
2.操作
(1)插入
具体的说明已经在代码注释里了
其中这句tab[i = (n - 1) & hash])是为了快速定位,其中n为table的长度,与hash且运算就能得到对应不同hash的位置
/** * @param key 对应的相关联的key * @param value 与这个key关联的value * @return 返回上一次对应这个key的值,如果没有,则返回null */ public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); } /** * Implements Map.put and related methods * * @param hash 这个key的哈希值 * @param key * @param value * @param onlyIfAbsent 如果为真,不修改之前存在的值(默认为false啦) * @param evict 如果为假,则为创造模式 * @return 之前这个key对应的值,没有则为null */ final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length;//重新构建table if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)//快速定位 tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//如果该hash值对应的位置为空,就在该位置新建结点咯。也就是这个位置链表的头结点 else { Node<K,V> e; K k; if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; else if (p instanceof TreeNode)//1.8的优化。新增了TreeNode(双链表) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // treeifyBin(tab, hash); break; } if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; p = e; } } if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null) e.value = value; afterNodeAccess(e); return oldValue; } } ++modCount; if (++size > threshold) resize();//超过一定长度,会根据长度因子重新加长map的长度 afterNodeInsertion(evict); return null; }
(2)获取
/** *返回对应的key的值,如果没有对应这个key的键值对,则返回null * @see #put(Object, Object) */ public V get(Object key) { Node<K,V> e; return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value; } /** * Implements Map.get and related methods * * @param hash 键的hash值 * @param key 键 * @return 当然是值咯,为null说明没有 */ final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k; if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) { if (first.hash == hash && // always check first node ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return first; if ((e = first.next) != null) { if (first instanceof TreeNode) return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key); do { if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) return e; } while ((e = e.next) != null); } } return null; }