一、HashMap数据结构

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。HashMap数据结构

1、HashMap介绍

hash就是散列,就是把对象在内存中打散,其目的就是查询速度更快。

如何做到查询速度快?

哈希码。hashCode()方法。

HashMap是一种实现了Map接口,key和value都允许为空,并且无序的,非线性安全的,非常常见、方便和有用的集合。

2、头部源码

public class HashMap<K,V>

    extends AbstractMap<K,V>

    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

HashMap实现了Map接口,继承了AbstractMap。Map接口定义了键映射到值的规则,而AbstractMap类提供 Map 接口的骨干实现,HashMap 实现了Serializable接口,因此它支持序列化,实现了Cloneable接口,能被克隆。

HashMap的实例有两个参数影响其性能:初始容量和负载因子。

容量是哈希表中数组元素的数量,初始容量只是哈希表在创建时的容量。负载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到的最大限度。当哈希表中元素的数量超出了加载因子与当前容量的乘积时,则要对该哈希表进行rehash操作(即重建内部数据结构),从而哈希表将扩大两倍。

3、HashMap的数据结构

Java中比较常用的两种结构是数组和引用(模拟指针),HashMap实际上就是一个数组和链表的结合体。

4、属性分析

    a、static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;

    HashMap默认的初始化数组元素数量。

    b、static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

    HashMap中数组元素数量的最大值。

    c、static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

    默认的负载因子,如果在创建HashMap的构造函数中没有指定负载因子则指定该HashMap的默认负载因子为0.75，这意味着当HashMap中条目的数量达到了条目数量75%时，HashMap将进行resize操作以增加数组元素的数量。

    d、transient Node<K,V>[] table;

     table是HashMap的存储结构,显然这是一个数组,数组的每一个元素都是一个条目,Node是HashMap中的一个内部类,它有四个属性:int hash, K key, V value, Node<K,V> next,分别是哈希值,键,值,指向下一个链表结点的指针。

    e、transient int size;

     size表示HashMap中键值对的数量。

    f、int threshold;

     threshold是HashMap的重构阈值，它的值为容量和负载因子的乘积。在HashMap中所有数组元素中条目的总数量达到了这个重构阈值之后，HashMap将进行resize操作以自动扩容。

5、构造函数

    (1)public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {

            …

            /**

             * 根据传入的初始化容量计算该HashMap的容量（即元素的数量）

            **/

            if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)

                initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;

            ..

            /*

                初始化负载因子            

             */

            this.loadFactor = loadFactor;

            /*

                键值对阈值计算            

             */

            this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);

        }

        static final int tableSizeFor(int cap) {

        int n = cap – 1;

        n |= n >>> 1;

        n |= n >>> 2;

        n |= n >>> 4;

        n |= n >>> 8;

        n |= n >>> 16;

        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;

    }

    (2)public HashMap(int initialCapacity) {

        //初始化容量传入，加载因子为默认值0.75f

        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);

    }

    (3)public HashMap() {

        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // 均为默认值

    }

    (4)public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {

        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;

        putMapEntries(m, false);

    }

6、hash函数

在get和put的过程中，计算下标时，先对hashCode进行hash操作，然后再通过hash值进一步计算下标。

    static final int hash(Object key) {

        int h;

        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);

    }