HashMap的put过程内容简述

本文深入解析了HashMap的源代码,详细介绍了其put方法的工作原理,包括初始化容量、最大容量、负载因子、链表转红黑树的阈值等关键参数。通过分析HashMap的putVal方法,揭示了其在插入元素时的散列、冲突解决、容量调整和结构转换机制。
public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }

这是HashMap的put方法的源代码

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 默认初始化容量 向左移位4=2^4 = 16

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; 最大容量 向左移位30=2^30

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; 当前容量的极限比75%,用于扩展容量

static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; 链表节点>8,才能转红黑树

static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; 红黑树节点<=6,转链表

static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; 红黑树初始容量

transient Node<K,V>[] table; 存放Mapping节点的位置,里面V可以是链表和红黑树

我们可以看到在put方法中它调用的是HashMap里面的putVal方法

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)   //如果是刚创建的,则为tab赋一个初始容量为16的存放Mapping数组
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)   //该Map是否存在key,如果不存在,则为v新增链表
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))   //该Map存在key,获取key的Value
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)   //key下的Value是一个红黑树
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {                                           //key下的Value是一个链表
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {   //从尾开始循环链表
                    if ((e = p.next) == null) {                  //如果头节点的Next为null,则新增一个节点
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st   //如果链表大于8,则转换为红黑树
                            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     //HashMap不允许重复,所以新的值替换旧的值
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)       //如果是新增,则key增加,超过CAPACITY*LOAD_FACTOR,则重新散列
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

这是这个方法的源代码

### Java 中 HashMap 的使用方法 #### 1. **简介** `HashMap` 是 Java 集合框架中的一个重要类,用于存储键值对(key-value pair)。它的底层基于哈希表实现,提供了快速的查找、插入和删除操作。`HashMap` 不保证元素的顺序,并允许一个 `null` 键和多个 `null` 值。 #### 2. **基本操作** 以下是 `HashMap` 的一些常用方法及其功能: - **put(key, value)**: 将指定的键值对存入 `HashMap`。 - **get(key)**: 返回与指定键关联的值。 - **remove(key)**: 移除指定键对应的映射关系。 - **size()**: 返回 `HashMap` 中键值对的数量。 - **clone()**: 创建并返回该 `HashMap` 对象的一个副本。 - **isEmpty()**: 如果此 `HashMap` 映射不包含任何键值对,则返回 true。 这些方法的具体用法可以通过下面的例子来说明。 --- #### 3. **示例代码** ##### 示例 1: 添加键值对并获取大小 ```java // Java program to demonstrate the use of size() method in HashMap import java.util.*; public class SizeExample { public static void main(String[] args) { // Create an empty HashMap Map<Integer, String> map = new HashMap<>(); // Add key-value pairs using put() map.put(10, "C"); map.put(20, "C++"); map.put(50, "JAVA"); map.put(40, "PHP"); map.put(30, "SFDC"); // Print the HashMap content System.out.println("HashMap Content: " + map); // Get the number of entries in the HashMap int size = map.size(); System.out.println("Size of HashMap: " + size); } } ``` 这段代码展示了如何向 `HashMap` 插入数据以及计算其大小[^1]。 --- ##### 示例 2: 删除特定键值对 ```java // Java program to demonstrate the removal operation in HashMap import java.util.*; public class RemoveExample { public static void main(String[] args) { // Initialize a HashMap with some data Map<Integer, String> map = new HashMap<>(); map.put(10, "C"); map.put(20, "C++"); map.put(50, "JAVA"); map.put(40, "PHP"); map.put(30, "SFDC"); // Display initial state System.out.println("Initial HashMap: " + map); // Remove entry associated with key '50' map.remove(50); // Show updated HashMap after deletion System.out.println("Updated HashMap after removing key '50': " + map); } } ``` 这里演示了如何移除某个键所对应的数据项[^2]。 --- ##### 示例 3: 复制一份新的 HashMap 实例 ```java // Example demonstrating cloning functionality within HashMaps. import java.util.*; public class CloneExample { public static void main(String[] args) { // Original HashMap creation and population HashMap<Integer, String> originalMap = new HashMap<>(); originalMap.put(10, "C"); originalMap.put(20, "C++"); originalMap.put(50, "JAVA"); originalMap.put(40, "PHP"); originalMap.put(30, "SFDC"); // Cloning process begins here HashMap<Integer, String> clonedMap = (HashMap<Integer, String>)originalMap.clone(); // Output both maps post-cloning action System.out.println("Original HashMap Contents: " + originalMap); System.out.println("Cloned HashMap Contents: " + clonedMap); } } ``` 本部分解释了复制现有 `HashMap` 的过程[^3]。 --- #### 4. **性能特点与其他注意事项** 由于 `HashSet` 内部依赖于 `HashMap` 来管理其成员集合,因此它们共享相似的时间复杂度特性——平均情况下 O(1),最坏情况取决于冲突处理机制[^4]。 --- ###
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