HashMap

HashMap是我们使用非常多的Collection,它是基于哈希表的Map接口的实现,以key-value的形式存在。

定义

HashMap是继承于AbstractMap。

常见问题

HashMap特性

ashMap可以接受null键值和值,而Hashtable则不能;HashMap是非synchronized;HashMap很快;以及HashMap储存的是键值对

“你知道HashMap的工作原理吗?” “你知道HashMap的get()方法的工作原理吗?”

HashMap是基于hashing的原理,我们使用put(key, value)存储对象到HashMap中,使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时,我们先对键调用hashCode()方法,返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象。

“当两个对象的hashcode相同会发生什么?”

因为hashcode相同,所以它们的bucket位置相同,‘碰撞’会发生。因为HashMap使用链表存储对象,这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在链表中。

“如果两个键的hashcode相同,你如何获取值对象?”

当我们调用get()方法,HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置。找到bucket位置之后,会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点,最终找到要找的值对象。

“如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量,怎么办?”

当一个map填满了75%的bucket时候,和其它集合类(如ArrayList等)一样,将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组,来重新调整map的大小,并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫作rehashing,因为它调用hash方法找到新的bucket位置。

“你了解重新调整HashMap大小存在什么问题吗?”

当多线程的情况下,可能产生条件竞争(race condition)。每个进程发现HashMap需要调整大小了,他们都会试着调整大小,但是他们调整大小的过程中,存储在链表中的元素次序会反过来

“为什么String, Interger这样的wrapper类适合作为键?”

因为String是不可变的,也是final的,而且已经重写了equals()和hashCode()方法了。其他的wrapper类也有这个特点。不可变性是必要的,因为为了要计算hashCode(),就要防止键值改变,如果键值在放入时和获取时返回不同的hashcode的话,那么就不能从HashMap中找到你想要的对象。不可变性还有其他的优点如线程安全。

我们可以使用自定义的对象作为键吗?

只要它遵守了equals()和hashCode()方法的定义规则,并且当对象插入到Map中之后将不会再改变了。

我们可以使用CocurrentHashMap来代替Hashtable吗?

ConcurrentHashMap越来越多人用了。我们知道Hashtable是synchronized的,但是ConcurrentHashMap同步性能更好,因为它仅仅根据同步级别对map的一部分进行上锁。ConcurrentHashMap当然可以代替HashTable,但是HashTable提供更强的线程安全性。

### 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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