本文深入解析Java中HashMap类的工作机制，包括hash方法的实现细节，如何处理字符串、整数及自定义类对象的哈希计算，以及HashSet如何利用HashMap存储元素。通过具体代码示例，阐述了HashMap的扩容机制和解决哈希冲突的方法。
1HashMap类中的hash(Object key)分析
static int hash(Object key) { //HashMap方法中的hash方法
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
public static void main(String[] args) {
//对象是String类型时
int hash=hash("Tom");
System.out.println(hash);
hash=hash(new String("Tom"));
System.out.println(hash);
//对象是int类型和int类型的包装类时
hash=hash(1);
System.out.println(hash);
hash=hash(new Integer(1));
System.out.println(hash);
//对象是自定义类的对象
hash=hash(new H());
System.out.println(hash);
hash=hash(new H());
System.out.println(hash);
}
class H{}
结果
84275
84275 方法参数 Object key
~~~~~~
1 // String类型和int类型都是传入的值
1 //值不为空时进行了h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)操作，值为空返回0，
//内容相同的返回值一定相同
~~~~~~
5433712 //使用自定义类型时，不同的对象传入不同的地址
2430314
HashSet中add()方法的执行
public static void main(String[] args) {
HashSet<String> set=new HashSet<>(); //调用HashSet中的无参构造方法
set.add("tom");
set.add("tom");
set.add("S");
}
//HashSet存储的实质是存储了HashMap的key;
Ctrl点击代码中的add
进入HashSet类中
public boolean add(E e) { //add方法中的变量传入到参数e中，PRESENT是一个常量
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
点击put
进入HashMao类中，hash方法上文提过
//e, PRESENT分别传入key和value中，
//所以HashSet存储的实质是存储了HashMap的key;
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
点击putVal
处入HashMao类中 hash(key), key, value, false, true分别传入
int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict
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)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
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))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
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
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
分析循环体，
点击table，table是hashmap中的一个泛型结合，成员变量，无赋值则默认值为null
transient Node<K,V>[] table;
分析循环体，tab=table则为null，逻辑或短路，执行则if语句
n = (tab = resize()).length;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
点击resize();进入方法
可以看出 resize是一个数组
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table; //没有赋值，则等于table，table为null
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length; //oldCap=0，
int oldThr = threshold; // int threshold是成员变量，默认值为0
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
} else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
执行else
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
点击DEFAULT_INITIAL_CAPACITY
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 常量=16 newCap值为16
点击
DEFAULT_LOAD_FACTOR
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
所以前面提到的循环执行的代码为
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap]; //newCap=16,所以数组长度为16
table = newTab; //table=一个长度为16的数组
方法返回newTab
return newTab;
再回到上述代码，执行下一个if语句
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
联系上下代码，下面是tab出现的位置，可以知道tab是定义在方法中的一个局部变量，[]中的代码得到数组的长度，是个空数组，条件体是成立的，所以执行tab[i] =newNode(hash, key, value, null);此时 key值就存储在了tab[]中，也就是add()方法第一次添加的值
return null;
第一次执行结束
第二次执行时，与第一次添加的String内容相同
table中[null, null, null, tom=java.lang.Object@ccd017, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null]已经有了一个值，则不为空，所以执行else
第二次传入的值为"Tom",hash值相同，key值相同，逻辑或短路，执行内部if，e=p
前文已经提到过Node<K,V> p是一个局部变量，第一次执行时p = tab[i = (n - 1) & hash]是个数组，所以第二次得到的数组结果仍是第一次得到的数组结果
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
可以看到执行了else语句后要执行后文中的if语句，e=p显然不等于空，返回旧值，结束方法table中的值没有变化
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
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
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
第三次执行开始 add（“S”）
通过上文分析可以轻易得出table不为空，hash值也不同，key也不同
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
hash值变化，tab[]括号中的值会发生变化，指向数组另外一个位置[null, null, null, tom=java.lang.Object@ccd017, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null]显然为空，所以执行if语句中的内容，添加新的值，if执行，else不执行，程序跳转，return结束；
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
扫一扫
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
