Java集合学习之——HashMap源码解读(一)

最新推荐文章于 2022-03-14 15:33:55 发布

欣欣java

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分类专栏：集合 Java HashMap 小记

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本文详细解析了HashMap的工作原理，包括其内部结构、元素插入过程及哈希冲突解决方式。特别是通过源码展示了如何通过哈希值与数组长度进行位运算来确定元素的位置。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

HashMap是我们开发中常用到的集合类型之一，它是一个数组链表结构，即横向是数组组成形式。纵向在每一个数组元素上可能还有一个纵向链表结构，如图绿色的部分，又成为“桶”，元素的组成单元是一个Entry对象。

看源码解析，当HashMap里加入一个值时：

 public V put(K key, V value) {
        //1、key为null时，专门对这个元素进行处理
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key);
        //2、根据哈希值和数组长度计算该元素的索引
        int i = indexFor(hash, table.length);
        //3、遍历元素的纵向链表
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;
            //4、如果元素和已经存在的元素的哈希值相等，并且key值相等，用新元素的value覆盖旧元素的value，并返回旧元素的value
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
            }
        }

        modCount++;
        //5、创建新的Entry对象
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }

看注释2，返回元素的索引：

    /**
     * Returns index for hash code h.
     */
    static int indexFor(int h, int length) {
        return h & (length-1);
    }

新添加一个元素时，它的索引是由它的hash值&table的length-1所得。为什么要这样处理呢？

因为HashTable的默认初始容量为16，扩容时每次都是在原有容量的基础上乘2，所以容量capacity都是2的n次方。用初始容量initialCapacity=16举例，它的二进制数为0001 0000 ，与任意一个Hash值作与运算，所得结果只有0和16两种。而数组索引就是根据这个结果值而确定位置，数组的容量为16，这样只将元素放在两个桶内就太浪费了，而且这样产生哈希碰撞的概率显著提高。为了最大程度的提高数组内桶的利用率，就用table.length-1与哈希值作与运算。15的二进制数是0000 1111，与数相与，可以产生16种结果，这样table数组里每个桶的利用率就大大提升了。