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j2ee(9) HashMap源码
系统环境: JDK1.7
HashMap的基本结构:数组 + 链表。主数组不存储实际的数据,存储的是链表首地址。
成员变量
//默认数组的初始化大小为16static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16//最大数组大小static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;//默认负载因子,默认0.75static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;//空的数组 static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {};//存储元素的实体数组transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;//HashMap中元素的个数transient int size;//临界值,threshold = 负载因子 * 当前数组容量,实际个数超过临界值时,会进行扩容int threshold;//负载因子 final float loadFactor;transient int modCount;static final int ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD_DEFAULT = Integer.MAX_VALUE;
Entry是HashMap中的一个静态内部类
static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final K key; V value; Entry<K,V> next; //存储指向下一个Entry的引用,单链表结构 int hash; //对key的hashcode值进行hash运算后得到的值,存储在Entry,避免重复计算 /** * Creates new entry. */ Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) { value = v; next = n; key = k; hash = h; } .......}
构造方法
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor); this.loadFactor = loadFactor; threshold = initialCapacity; init(); //init方法在HashMap中没有实际实现,不过在其子类如 linkedHashMap中就会有对应实现} public HashMap(int initialCapacity) { this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } public HashMap() { this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1, DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR); inflateTable(threshold); putAllForCreate(m); } 前三个常规构造器中,没有为数组table分配实际的内存空间,只进行了赋值操作。对于空的HashMap只有在执行put操作的时候才真正构建table数组。而第4个构造器,则会为数组table分配实际的内存空间。关注最后一个构造方法,跟进inflateTable() private void inflateTable(int toSize) { // Find a power of 2 >= toSize int capacity = roundUpToPowerOf2(toSize); //capacity一定是2的次幂 threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); //为主干数组table在内存中分配存储空间 table = new Entry[capacity]; initHashSeedAsNeeded(capacity);}//通过roundUpToPowerOf2(toSize)可以确保capacity为大于或等于toSize的最接近toSize的二次幂//比如toSize=13,则capacity=16;to_size=16,capacity=16;to_size=17,capacity=32.,private static int roundUpToPowerOf2(int number) { // assert number >= 0 : "number must be non-negative"; return number >= MAXIMUM_CAPACITY ? MAXIMUM_CAPACITY : (number > 1) ? Integer.highestOneBit((number - 1) << 1) : 1;} 疑问:capacity为什么是2的N次方? 一会儿在解释。
put方法分析
public V put(K key, V value) { // 若为第一次put,则先初始化数组 if (table == EMPTY_TABLE) { inflateTable(threshold); } // key为null,放在table[0]即数组第一个的位置 if (key == null) return putForNullKey(value); // 根据key计算hash值,具体计算hash的算法我不太懂 int hash = hash(key); // 根据hash值和表的长度,确定这个元素存放在数组的第几个位置,即求得元素在数组中的位置的索引值 int i = indexFor(hash, table.length); // 遍历该位置的链表,如果有重复的key,则将value覆盖 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; } } // 修改次数+1 modCount++; // 将新加入的数据挂载到table[i]的位置 addEntry(hash, key, value, i); return null; } private V putForNullKey(V value) { for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) { if (e.key == null) { //如果有key为null的对象存在,则覆盖掉 V oldValue =http://www.mamicode.com/ e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(0, null, value, 0); //如果键为null的话,则hash值为0 return null; } //根据hashCode和数组的长度,返回元素存储的索引位置static int indexFor(int h, int length) { return h & (length-1); }这块就能印证之前数组长度为什么要为2的N次方了.首先,若数组长度为2的N次方,则length必然为偶数,则length-1必然为奇数,在2进制的表示中奇数的最后一位为1,所以与奇数做“&”操作,最后的结果可能为奇数,也可能为偶数。其次,若length为奇数,则length-1为偶数,偶数在2进制中最后一位为0,那么与偶数做“&”操作,最后的结果只可能是偶数,不可能为奇数,所以在奇数位置的空间不会存储到元素,这样会有二分之一的空间被浪费掉。综上所述,数组长度取2的N次方,目的是为了能让元素均匀的分布在数组中,减小发生冲突的机会。
//与已存在的链表的key不重复的话,则新增节点void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) { // 判断数组是否需要扩容 resize(2 * table.length); hash = (null != key) ? hash(key) : 0; bucketIndex = indexFor(hash, table.length); } createEntry(hash, key, value, bucketIndex);}//新增加的Entry 会添加到链表的顶端 即table[bucketIndex]上void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) { Entry<K,V> e = table[bucketIndex]; table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e); size++;} //再来看看需要扩容的情况,当现有的元素个数大于等于临界值的时候需要进行扩容,跟进resize方法 void resize(int newCapacity) { Entry[] oldTable = table; int oldCapacity = oldTable.length; if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) { threshold = Integer.MAX_VALUE; return; } Entry[] newTable = new Entry[newCapacity]; transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity)); table = newTable; threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1); } //细细体会每个Entry的迁移过程void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) { int newCapacity = newTable.length; for (Entry<K,V> e : table) { while(null != e) { Entry<K,V> next = e.next; if (rehash) { e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key); } int i = indexFor(e.hash, newCapacity); e.next = newTable[i]; newTable[i] = e; e = next; } } }
其他方法相对简单 就不整理了。
整理自《http://blog.csdn.net/zw0283/article/details/51177547》
j2ee(9) HashMap源码
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