hashmap中put实现的源代码

xiaoxiao2021-02-28  136

HashMap的数据结构:

数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储,但这两者基本上是两个极端。

      数组

数组存储区间是连续的,占用内存严重,故空间复杂的很大。但数组的二分查找时间复杂度小,为O(1);数组的特点是:寻址容易,插入和删除困难

链表

链表存储区间离散,占用内存比较宽松,故空间复杂度很小,但时间复杂度很大,达O(N)。链表的特点是:寻址困难,插入和删除容易。

哈希表

那么我们能不能综合两者的特性,做出一种寻址容易,插入删除也容易的数据结构?答案是肯定的,这就是我们要提起的哈希表。哈希表((Hash table既满足了数据的查找方便,同时不占用太多的内容空间,使用也十分方便。

  哈希表有多种不同的实现方法,我接下来解释的是最常用的一种方法—— 拉链法,我们可以理解为“链表的数组” ,如图:

  从上图我们可以发现哈希表是由数组+链表组成的,一个长度为16的数组中,每个元素存储的是一个链表的头结点。那么这些元素是按照什么样的规则存储到数组中呢。一般情况是通过hash(key)%len获得,也就是元素的key的哈希值对数组长度取模得到。比如上述哈希表中,12=12,28=12,108=12,140=12。所以12、28、108以及140都存储在数组下标为12的位置。

  HashMap其实也是一个线性的数组实现的,所以可以理解为其存储数据的容器就是一个线性数组。这可能让我们很不解,一个线性的数组怎么实现按键值对来存取数据呢?这里HashMap有做一些处理。

  首先HashMap里面实现一个静态内部类Entry,其重要的属性有key , value, next,从属性key,value我们就能很明显的看出来Entry就是HashMap键值对实现的一个基础bean,我们上面说到HashMap的基础就是一个线性数组,这个数组就是Entry[],Map里面的内容都保存在Entry[]里面。

1现在我们通过源码研究一下 HashMap中 put()方法的实现:

    public V put(K key, V value) {

      //首先判断key是否为空

        if (key == null)

   //这个方法的作用是如果key为空,则去map中已经存在的key中查找是否有为空的,如果有则将新的value赋值进去,如果没有则存入新的value

      //具体代码看注1

      return putForNullKey(value);

//根据key算出hash值

        int hash = hash(key);

//根据hash值判断出再哈希表中应该处于哪个位置  i       return h & (length-1);  通过按位与

       int i = indexFor(hash, table.length);

//表里Entry

        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {             Object k;

//如果hash值和key的值都相同 则说明key已经存在,于是就把新的value 存在 key中,并将旧的value返回

            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {                 V oldValue = e.value;                 e.value = value;                 e.recordAccess(this);                 return oldValue;             }         }         modCount++;

//如果key的hash值不重复或者key不相同,则调用下面方法, 此方法中实现了将key-value放进Entry中  具体代码  注2

        addEntry(hash, key, value, i);         return null;     }

注1:

    /**      * Offloaded version of put for null keys      */     private V putForNullKey(V value) {

        for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {             if (e.key == null) {

                V oldValue = e.value;

                e.value = value;

                e.recordAccess(this);

                return oldValue;

            }         }         modCount++;

        addEntry(0, null, value, 0);

        return null;     }

注2:

    /**      * Adds a new entry with the specified key, value and hash code to      * the specified bucket.  It is the responsibility of this      * method to resize the table if appropriate.      *      * Subclass overrides this to alter the behavior of put method.      */     void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {

//如果table(Entry<K,V>[] table)中存在

        if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {

//如果map的长度大于现有的值,将table的长度翻倍

            resize(2 * table.length);

            hash = (null != key) ? hash(key) : 0;

            bucketIndex = indexFor(hash, table.length);         } //在Entry中创建一个链表节点或者数组节点 代码如下         createEntry(hash, key, value, bucketIndex);     }

    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++;     }

总结: HashMap 将值放入map之前 首先进行key的值进行判断是否为空,如果为空则将之前的value覆盖

              如果不为空,则计算key的hash值,然后判断key是否存在map中,如果存在则把旧的value覆盖,否则就通过addEntry()方法创建一个节点,

               同时在创建的同时还会判断是否需要扩充map的大小,如果存在key的hash值相同,但是key不相同则将加入的key-value放入对应的数组节点下 如图1,2,

              如果key的hash值和值都不想通则直接在数组的表头(即第一个,如果存在hash值相同,key值不相同则后被放在此表头的后面)。

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