7月5日Java学习（HashMap）

1. HashMap的底层实现，HashSet的底层实现

HashMap在JDK1.8之前是数组+链表，JDK1.8之后 是数组+链表/红黑树。

HashSet的底层是HashMap。

2. HashMap的put方法的底层原理

1.根据key的hashCode计算出数组index。

2.落槽时

        1.如果数组中节点为null,创建新的节点对象，把k,v存储在节点对象中，把节点对象存储在数组中。

        2.如果数组的节点不为nu1l,判断节点的key与插入元素的key是否相等。

                1.相等，直接用新的k, v覆盖原节点中的k,v。

                2.不相等，判断此时节点是否为红黑树。

                        1.是红黑树，创建红黑树节点对象存储k,v,插入到红黑树中。

                        2.不是红黑树，创建链表节点对象存储k,v,插入到链表中，判断链表长度是否大于阈值8。

                                1.大于阈值8，链表转换为红黑树。

3.判断++size是否大于阈值，是就扩容。

3. HashMap的resize()扩容方法的底层原理

HashMap默认初始容量是16。

resize()方法是在hashmap中的size大于阈值时或者初始化时，就调用resize方法进行扩容。

每次扩容的时候始终是原数组长度的2倍，即长度永远是2的n次方。

扩容后节点对象的位置要么在原位置，要么偏移到两倍的位置。

4. HashMap 的长度为什么是2的幂次方

为了能让HashMap 存取高效，尽量较少碰撞，也就是要尽量把数据分配均匀，每个链表/红黑树长度大致相同。这个实现就是把数据存到哪个链表/红黑树中的算法。

5.什么是哈希函数和哈希码

哈希函数：就是一个方法。

同一个字符串使用同样的哈希函数计算出来的哈希码必是一样。

不同的字符串使用同样的哈希函数计算出来的哈希码大概率是不一样的，小概率是一样的。

6.什么是哈希碰撞/哈希冲突，怎么解决哈希冲突，HashMap采用的是什么策略

如果有两个字符串通过同样的哈希算法计算出来的哈希码是一样的，则称他们发生了哈希碰撞，哈希冲突。

拉链法（链地址法）HashMap默认使用的就是这种方法。

当某一个链表的长度超过8的时候，此时链表会转化为红黑树结构。

开放地址法是在数据项具有相同下标时在数组中其他地方寻找一个空白单元放置要插入的数据项。

7. HashMap和TreeMap的区别

1、HashMap是通过hashcode()对其内容进行快速查找的；HashMap中的元素是没有顺序的；

TreeMap中所有的元素都是有某一固定顺序的，如果需要得到一个有序的结果，就应该使用TreeMap；

2、HashMap和TreeMap都不是线程安全的；

3、HashMap继承AbstractMap类；覆盖了hashcode() 和equals() 方法，以确保两个相等的映射返回相同的哈希值；

TreeMap继承SortedMap类；他保持键的有序顺序；

4、HashMap：基于hash表实现的；使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashcode() 和equals() （可以重写该方法）；为了优化HashMap的空间使用，可以调优初始容量和负载因子；

TreeMap：基于红黑树实现的；TreeMap就没有调优选项，因为红黑树总是处于平衡的状态；

5、HashMap：适用于Map插入，删除，定位元素；

​ TreeMap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键（key）；

6、HashMap:默认数组长度: 16，数组最大长度: 2^30，扩容因子: 0.75f，列表转红黑树阈值: 8，红黑树转列表阈值: 6，列表转红黑树最小数组长度: 64

​ TreeMap:没发现有范围控制

8.如何决定使用HashMap 还是TreeMap ?

对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作，HashMap是 最好的选择。然而，假如你需要对一个有序的key集合进行遍历，TreeMap是 更好的选择。基于你的col

lection的大小，也许向HashMap中 添加元素会更快，将map换为TreeMap进行 有序key的遍历

课堂整理

哈希表 HashMap

最简单的数据结构是数组和对象（指针）

一切复杂的数据结构都可以基于数组和对象实现

HashMap的底层实现

数组+单向链表/红黑树

HashMap类的签名上有两个泛型，分别是K，V

什么是哈希码和哈希函数

哈希函数：就是一个方法

同一个字符串使用同样的哈希函数计算出来的哈希码必是一样

不同的字符串使用同样的哈希函数计算出来的哈希码大概率是不一样的，小概率是一样的

什么是哈希碰撞/哈希冲突

如果有两个字符串通过同样的哈希算法计算出来的哈希码是一样的，则称他们发生了哈希碰撞，哈希冲突

如何解决哈希冲突

开放地址法        ·

拉链法（链地址法）HashMap默认使用的就是这种方法

当某一个链表的长度超过8的时候，此时链表会转化为红黑树结构

 

 

如何保证集合中集合的唯一性 

1.遍历+比较，性能是硬伤

2.通过hash运算，给字符串生成指纹

HashSet类

无序且唯一

HashSet的底层是HashMap

存储在HashSet集合中的元素，实际上是存储在HashMap中的Key

遍历HashSet和HashMap的几种方式

不可以使用普通for循环，非线性结构不支持用索引号遍历

不可以用增强型for循环

可以用forEach循环

可以用迭代器循环：1.先获取Entry集合，然后再获取Entry集合的迭代器

        2.先获取key的集合，然后再获取key集合的迭代器

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import java.util.HashMap;


public class Demo05 {
    static HashMap<String,HashMap<String,HashMap<String,Integer>>> map = new HashMap<>();
    static {
        HashMap<String,HashMap<String,Integer>> map50= new HashMap<>();
        HashMap<String,Integer> map50_1 = new HashMap<>();
        map50_1.put("50_1_1",77);
        map50_1.put("50_1_2",88);
        map50_1.put("50_1_3",88);
        HashMap<String,Integer> map50_2 = new HashMap<>();
        map50_2.put("50_2_1",88);
        map50_2.put("50_2_2",100);
        map50_2.put("50_2_3",99);

        map50.put("第一组",map50_1);
        map50.put("第二组",map50_2);

        HashMap<String,HashMap<String,Integer>> map51= new HashMap<>();
        HashMap<String,Integer> map51_1 = new HashMap<>();
        map51_1.put("51_1_1",66);
        map51_1.put("51_1_2",77);
        map51_1.put("51_1_3",88);
        HashMap<String,Integer> map51_2 = new HashMap<>();
        map51_2.put("51_2_1",67);
        map51_2.put("51_2_2",78);
        map51_2.put("51_2_3",89);

        map51.put("第一组",map51_1);
        map51.put("第二组",map51_2);

        HashMap<String,HashMap<String,Integer>> map52= new HashMap<>();
        HashMap<String,Integer> map52_1 = new HashMap<>();
        map52_1.put("52_1_1",77);
        map52_1.put("52_1_2",88);
        map52_1.put("52_1_3",88);
        HashMap<String,Integer> map52_2 = new HashMap<>();
        map52_2.put("52_2_1",88);
        map52_2.put("52_2_2",100);
        map52_2.put("52_2_3",99);

        map52.put("第一组",map52_1);
        map52.put("第二组",map52_2);

        map.put("50班",map50);
        map.put("51班",map51);
        map.put("52班",map52);

    }

    public static void main(String[] args) {
        forEach();
    }

    private static void forEach() {
        map.forEach((className,cMap) ->{
            System.out.println(className +"信息展示");
            System.out.println("*****************************");
            cMap.forEach((group,gMap) ->{
                System.out.println(className+group);
                gMap.forEach((name,score) ->{
                    System.out.println(name +"学生的分数"+ score);
                });
            });
        });
    }
}