Map.Entry源码分析

本文深入解析了Java中Map.Entry接口的源码,介绍了其提供的方法及其作用,包括getKey、getValue、setValue等,并详细阐述了equals、hashCode方法的实现原理。此外,还探讨了自Java 1.8起新增的用于比较Map.Entry的静态方法。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Map.Entry源码分析

import java.io.Serializable;
import java.util.Comparator;
import java.util.Map;
import java.util.Objects;

/**
 * Create by ~JH~ on 2018/4/11
 */
/**
 *这个是Map的内部接口,Map.entrySet()方法返回一个map的集合视图其中的元素就是Entry。
 * 这是唯一的方式获得map entry引用对集合视图进行迭代,而且对象的有效期仅仅是迭代期。
 *在entry迭代返回之后,如果map被修改,,这个map entry是undefined的,
 * 除非通过setValue操作这个map entry
 * @see Map#entrySet()
 * @since 1.2
 */
interface Entry<K,V> {
    /**
     * Returns the key corresponding to this entry.
     *
     * @return the key corresponding to this entry返回与k这个entry一致的key
     * @throws IllegalStateException implementations may, but are not
     *         required to, throw this exception if the entry has been
     *         removed from the backing map.
     */
    K getKey();

    /**
     *如果在迭代返回之后的map entry 中映射被移除了,这个方法的执行结果就是undefined
     * @return the value corresponding to this entry返回这个Entry的value
     * @throws IllegalStateException implementations may, but are not
     *         required to, throw this exception if the entry has been
     *         removed from the backing map.
     */
    V getValue();

    /**
     *用指定的值代替这个Entry的值如果这个映射关系已经被移除了这个方法就会是undefined的(通过iterator的remove操作)
     * @param value new value to be stored in this entry
     * @return old value corresponding to the entry返回就得value
     * @throws UnsupportedOperationException if the <tt>put</tt> operation
     *         is not supported by the backing map
     * @throws ClassCastException if the class of the specified value
     *         prevents it from being stored in the backing map
     * @throws NullPointerException if the backing map does not permit
     *         null values, and the specified value is null
     * @throws IllegalArgumentException if some property of this value
     *         prevents it from being stored in the backing map
     * @throws IllegalStateException implementations may, but are not
     *         required to, throw this exception if the entry has been
     *         removed from the backing map.
     */
    V setValue(V value);

    /**
     * 如果参数也是一个map entry 且这两个entry代表同一段映射就返回true
     * if<pre>
     *     (e1.getKey()==null ?
     *      e2.getKey()==null : e1.getKey().equals(e2.getKey()))  &amp;&amp;
     *     (e1.getValue()==null ?
     *      e2.getValue()==null : e1.getValue().equals(e2.getValue()))
     * </pre>
     * This ensures that the <tt>equals</tt> method works properly across
     * different implementations of the <tt>Map.Entry</tt> interface.
     *
     * @param o object to be compared for equality with this map entry
     * @return <tt>true</tt> if the specified object is equal to this map
     *         entry
     */
    boolean equals(Object o);

    /**
     * Returns the hash code value for this map entry.  The hash code
     * of a map entry <tt>e</tt> is defined to be: <pre>
     *     (e.getKey()==null   ? 0 : e.getKey().hashCode()) ^
     *     (e.getValue()==null ? 0 : e.getValue().hashCode())
     * </pre>
     * This ensures that <tt>e1.equals(e2)</tt> implies that
     * <tt>e1.hashCode()==e2.hashCode()</tt> for any two Entries
     * <tt>e1</tt> and <tt>e2</tt>, as required by the general
     * contract of <tt>Object.hashCode</tt>.
     *如果两个map entry相等,那么他们的hashcode相等
     * @return the hash code value for this map entry
     * @see Object#hashCode()
     * @see Object#equals(Object)
     * @see #equals(Object)
     */
    int hashCode();

    /**
     * Returns a comparator that compares {@link Map.Entry} in natural order on key.
     *
     * <p>The returned comparator is serializable and throws {@link
     * NullPointerException} when comparing an entry with a null key.
     *
     * @param  <K> the {@link Comparable} type of then map keys
     * @param  <V> the type of the map values
     * @return a comparator that compares {@link Map.Entry} in natural order on key.
     * @see Comparable
     * @since 1.8
     */
    public static <K extends Comparable<? super K>, V> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByKey() {
        return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
                (c1, c2) -> c1.getKey().compareTo(c2.getKey());
    }

    /**
     * Returns a comparator that compares {@link Map.Entry} in natural order on value.
     *
     * <p>The returned comparator is serializable and throws {@link
     * NullPointerException} when comparing an entry with null values.
     *
     * @param <K> the type of the map keys
     * @param <V> the {@link Comparable} type of the map values
     * @return a comparator that compares {@link Map.Entry} in natural order on value.
     * @see Comparable
     * @since 1.8
     */
    public static <K, V extends Comparable<? super V>> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByValue() {
        return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
                (c1, c2) -> c1.getValue().compareTo(c2.getValue());
    }

    /**
     * Returns a comparator that compares {@link Map.Entry} by key using the given
     * {@link Comparator}.
     *
     * <p>The returned comparator is serializable if the specified comparator
     * is also serializable.
     *
     * @param  <K> the type of the map keys
     * @param  <V> the type of the map values
     * @param  cmp the key {@link Comparator}
     * @return a comparator that compares {@link Map.Entry} by the key.
     * @since 1.8
     */
    public static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByKey(Comparator<? super K> cmp) {
        Objects.requireNonNull(cmp);
        return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
                (c1, c2) -> cmp.compare(c1.getKey(), c2.getKey());
    }

    /**
     * Returns a comparator that compares {@link Map.Entry} by value using the given
     * {@link Comparator}.
     *
     * <p>The returned comparator is serializable if the specified comparator
     * is also serializable.
     *
     * @param  <K> the type of the map keys
     * @param  <V> the type of the map values
     * @param  cmp the value {@link Comparator}
     * @return a comparator that compares {@link Map.Entry} by the value.
     * @since 1.8
     */
    public static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByValue(Comparator<? super V> cmp) {
        Objects.requireNonNull(cmp);
        return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
                (c1, c2) -> cmp.compare(c1.getValue(), c2.getValue());
    }
}
<think>好的,我现在要解决的问题是关于HashMap中Node和TreeNode的类型兼容性问题。用户提到,当Node转换为TreeNode后,类型似乎发生了变化,但HashMap仍然能够处理它们,用户想知道这是如何实现类型兼容的。 首先,我需要回忆一下HashMap的内部结构。HashMap在Java中通常使用数组和链表来处理冲突,当链表长度超过阈值时,链表会转换为红黑树,这时链表节点Node会变成TreeNode。TreeNode是Node的子类吗?或者它们之间有什么继承关系? 查看用户提供的代码片段,TreeNode的定义是:static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V>,而Node是static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V>。同时,HashMap的table数组是Node<K,V>[]类型。那这里可能存在一个问题,TreeNode是否继承自Node?因为如果TreeNode不是Node的子类,那么当table数组中存储TreeNode时,类型是否兼容? 根据用户提供的代码,TreeNode实际上继承的是LinkedHashMap.Entry,而LinkedHashMap.Entry又继承自HashMap.Node。所以可能的结构是:HashMap.Node实现了Map.Entry,然后LinkedHashMap.Entry继承自HashMap.Node,而TreeNode又继承自LinkedHashMap.Entry。这样一来,TreeNode实际上是Node的间接子类。因此,TreeNode可以向上转型为Node,存储在Node数组中,这样就实现了类型兼容。 例如,当链表转换为红黑树时,原来的Node对象会被替换为TreeNode对象。由于TreeNode是Node的子类(通过继承LinkedHashMap.Entry),所以可以将TreeNode实例赋值给Node类型的数组元素。这样,table数组虽然声明为Node<K,V>[],但实际上可以持有TreeNode的实例,这就是多态的体现。 接下来需要考虑的是这种设计如何不影响HashMap的其他操作。例如,在查找或操作节点时,HashMap可能需要判断当前节点是Node还是TreeNode,从而调用不同的方法(如树节点的查找方法)。这时候可能通过instanceof检查类型,并做相应的类型转换。例如,在putVal方法中,当遇到TreeNode时,会调用TreeNode的putTreeVal方法,这时候就需要将Node强制转换为TreeNode来执行树的相关操作。 因此,类型兼容的关键在于继承关系和多态。TreeNode作为Node的子类,可以存储在Node数组中,而在需要时通过类型转换来访问TreeNode特有的方法。这可能涉及到设计模式中的策略,比如根据不同的节点类型执行不同的处理逻辑。 不过,我需要验证一下这个继承链是否正确。根据Java标准库的源码,HashMap.Node是实现了Map.Entry的基本节点类。LinkedHashMap.Entry继承自HashMap.Node,而TreeNode则继承自LinkedHashMap.Entry。因此,TreeNode确实是Node的子类,尽管中间隔了一个LinkedHashMap.Entry。这样,table数组中的每个元素可以是Node或其子类TreeNode的实例,所以在类型上是兼容的。 总结来说,HashMap通过继承关系实现多态,允许table数组中的元素既可以是Node也可以是TreeNode。当需要树化时,节点类型被替换为TreeNode,但由于继承关系,它们仍然可以以Node的形式存在于数组中。在具体操作时,通过类型检查和转换来处理树节点特有的逻辑。这样就实现了类型兼容,同时支持链表和树结构的切换。</think>在Java的`HashMap`实现中,`Node`和`TreeNode`的类型兼容性是通过**继承关系**和**多态**实现的。以下是具体分析: --- ### 1. **继承链分析** 根据源码结构: ```java // HashMap.Node 基础节点类 static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { ... } // LinkedHashMap.Entry 继承自 HashMap.Node static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> { ... } // TreeNode 继承自 LinkedHashMap.Entry static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> { ... } ``` - **`TreeNode`是`Node`的间接子类**(通过`LinkedHashMap.Entry`继承`Node`)。 - 因此,`TreeNode`可以向上转型为`Node`,但反过来需要强制类型转换。 --- ### 2. **类型兼容的关键** `HashMap`的底层数组`table`声明为`Node<K,V>[]`,但实际存储时: ```java transient Node<K,V>[] table; // 实际存储 Node 或 TreeNode ``` - **多态机制**:由于`TreeNode`是`Node`的子类,`table`中可以存储`TreeNode`实例。 - **操作兼容**:所有对`Node`的操作(如`getKey()`、`getValue()`)在`TreeNode`中依然有效(继承自父类)。 --- ### 3. **树化时的类型替换** 当链表转为红黑树时: 1. **节点替换**:原链表的`Node`会被替换为`TreeNode`实例。 2. **类型兼容性**:`TreeNode`作为`Node`的子类,可以直接存入`Node[]`数组中。 3. **类型感知操作**:在需要树操作时(如插入、查找),通过`instanceof`判断节点类型,再强制转换为`TreeNode`调用树方法: ```java // 示例:HashMap.putVal() 中的逻辑 if (p instanceof TreeNode) { ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(...); // 强制转换后调用树方法 } ``` --- ### 4. **设计总结** - **向上转型**:`TreeNode`继承`Node`,天然支持多态存储。 - **向下转型**:在需要树操作时,通过类型检查和强制转换实现功能扩展。 - **解耦设计**:`Node`负责链表逻辑,`TreeNode`扩展树逻辑,二者通过继承共享基础功能。 --- ### 5. **实际代码验证** 在`HashMap`源码中,树化逻辑如下: ```java // 树化方法 treeifyBin() for (Node<K,V> e = b; e != null; e = e.next) { // 将每个 Node 替换为 TreeNode TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null); if (tl == null) hd = p; else { p.prev = tl; tl.next = p; } tl = p; } // 将链表头节点存入 table 数组 setTabAt(tab, index, hd); ``` - `replacementTreeNode()`将`Node`转为`TreeNode`,但最终仍以`Node`类型存入数组。 --- ### 总结 `HashMap`通过继承和多态,允许`TreeNode`以`Node`的形式存储在数组中,实现了类型兼容。当需要树操作时,通过类型检查和强制转换调用`TreeNode`特有方法。这种设计平衡了链表和树的性能需求,同时保证了代码的灵活性。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值