关于HashMap，HashTable，HashSet浅析（博客园迁移）

本文深入探讨了HashMap的数据结构和工作原理，包括其内部数组、哈希计算、扩容机制等核心内容，并对比了HashSet和HashTable的特点。

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首先，最重要的，HashMap

作为一个我们使用非常多的集合。最常被大家认知的是，它是一个key-value形式存储数据的数据结构，可以实现快速的存，取操作。

关于HashMap的源码，我们截取一部分分析：

public class HashMap<K,V>

    extends AbstractMap<K,V>

    implements Map<K,V>,
 Cloneable, Serializable

{

    /**

    *
 The default initial capacity - MUST be a power of two.

    */

    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY
 = 1 << 4; //
 aka 16

    /**

    *
 The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified

    *
 by either of the constructors with arguments.

    *
 MUST be a power of two <= 1<<30.

    */

    static final int MAXIMUM_CAPACITY
 = 1 << 30;

    /**

    *
 The load factor used when none specified in constructor.

    */

    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR
 = 0.75f;

    /**

    *
 An empty table instance to share when the table is not inflated.

    */

    static final Entry<?,?>[]
 EMPTY_TABLE = {};

    /**

    *
 The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.

    */

    transient Entry<K,V>[]
 table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;

我们看到了它实现的接口有Serializable，说明他能序列化，有Cloneable，说明能被克隆，有Map<K,V>，说明是一个Map（废话）。还有几条有用的信息：第一：有个默认初始容量，第二：有个最大容量，第三：有个调节因子，第四：有个数组。

再往后看，发现这玩意又是由一个数组组成的，而这个数组的初始容量是16，最大容量是2^30。当然这个调节因子这个地方暂且不提。

既然是用数组存储，我们存的又是Key-Value形式，这数组是怎么运作的呢？这里用往Map中添加数据为例说明：

public V
 put(K key, V value) {

    if (table
 == EMPTY_TABLE) {

        inflateTable(threshold);

    }

    if (key
 == null)

        return putForNullKey(value);

    int hash
 = hash(key);

    int i
 = indexFor(hash, table.length);

    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;

}　

由于篇幅问题，我们就不粘贴太多代码了，先说一下，我们的hashMap实现是有一个数组实现，数组中存储的都是Entry<Key,Value>节点，Entry是HashMap的内部类，存储的是key，value，key的哈希值和下一个节点，具体可以自己查看源码。

这里我们看到，首先，如果这个数字为空，则先初始化一个数组，如果要添加的key为空，直接进行空Key的添加（这里HashMap是允许有一个key为空的值的）。如果key不为空，则算出key的哈希值，根据哈希值，查找对应数组的位置，如果此key存在，就是说有相同的key，则覆盖（其实是链到后面的串，每个数组元素往后一个链表），没有则直接添加。这么一说其实就简单了，我们查询什么的就可以根据哈希值直接定位到相应的Entry，然后扔出来就是了。

然后我们说说HashSet：

public class HashSet<E>

    extends AbstractSet<E>

    implements Set<E>,
 Cloneable, java.io.Serializable

{

    static final long serialVersionUID
 = -5024744406713321676L;

    private transient HashMap<E,Object>
 map;

    //
 Dummy value to associate with an Object in the backing Map

    private static final Object
 PRESENT = new Object();

    /**

    *
 Constructs a new, empty set; the backing <tt>HashMap</tt> instance has

    *
 default initial capacity (16) and load factor (0.75).

    */

    public HashSet()
 {

        map
 = new HashMap<>();

    }