HashMap的工作原理
HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。我们通过put()和get()方法储存和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时,它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode,然后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时,通过键对象的equals()方法找到正确的键值对,然后返回值对象。HashMap使用LinkedList来解决碰撞问题,当发生碰撞了,对象将会储存在LinkedList的下一个节点中。HashMap在每个LinkedList节点中储存键值对对象。
当两个不同的键对象的hashcode相同时会发生什么?它化会储存在同一个bucket位置的LinkedList中。键对象的equals()方法用来找到键值对。
Java实现:
1.Node节点类:
class Node<K, V> { private final K key; private V value; private Node<K, V> next; public Node(K key, V value) { this.key = key; this.value = value; } public V getValue() { return value; } public void setValue(V value) { this.value = value; } public Node<K, V> getNext() { return next; } public void setNext(Node<K, V> next) { this.next = next; } public K getKey() { return key; } }
2.HashMap<K,V>实现类
public class HashMap<K, V> { private static int DEFAULT_CAPACITY = 16; private static double A = (Math.pow(5, 0.5) - 1) / 2; private int capacity; private int size = 0; private Node<K, V>[] buckets; public HashMap() { this(DEFAULT_CAPACITY); } @SuppressWarnings("unchecked") public HashMap(int capacity) { if (capacity <= 0) { throw new IllegalArgumentException( "capacity can not be negative or zero"); } // 保证 capacity 是2的n次方 int temp = 1; while (temp < capacity) { temp <<= 2; } this.capacity = temp; buckets = new Node[this.capacity]; } public void insert(K key, V value) { if (key == null) { throw new IllegalArgumentException("key can not be null"); } int position = index(key); Node<K, V> node = new Node<K, V>(key, value); if (buckets[position] != null) { node.setNext(buckets[position]); } buckets[position] = node; size++; } public void put(K key, V value) { if (key == null) { throw new IllegalArgumentException("key can not be null"); } int position = index(key); Node<K, V> node = buckets[position]; while (node != null) { if (node.key.equals(key)) { node.value = value; return; } node = node.next; } Node<K, V> newNode = new Node<K, V>(key, value); if (buckets[position] != null) { newNode.setNext(buckets[position]); } buckets[position] = newNode; size++; } public void delete(K key) { if (key == null) { throw new IllegalArgumentException("key can not be null"); } int position = index(key); Node<K, V> node = buckets[position]; if (node == null) { return; } if (node.key.equals(key)) { buckets[position] = node.next; size--; } while (node.next != null) { if (node.next.key.equals(key)) { node.next = node.next.next; size--; break; } node = node.next; } } public V search(K key) { if (key == null) { throw new IllegalArgumentException("key can not be null"); } int position = index(key); Node<K, V> node = buckets[position]; while (node != null) { if (node.key.equals(key)) { return node.value; } node = node.next; } return null; } public int size() { return size; } public boolean isEmpty() { return size == 0; } @Override public String toString() { StringBuffer buffer = new StringBuffer(); buffer.append("{"); for (int i = 0; i < capacity; i++) { Node<K, V> node = buckets[i]; while (node != null) { buffer.append(node.key + ":" + node.value + ", "); node = node.next; } } if (buffer.length() > 1) { buffer.delete(buffer.length() - 2, buffer.length()); } buffer.append("}"); return buffer.toString(); } private int index(K key) { int hashCode = key.hashCode(); double temp = hashCode * A; double digit = temp - Math.floor(temp); return (int) Math.floor(digit * capacity); } public static void main(String[] args) { HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>(); map.put("001","apple"); map.put("002","orange"); map.put("003","banana"); map.put("004","grape"); System.out.println(map); System.out.println(map.size()); System.out.println(map.search("004")); } }
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