入坑java很多年了,现在总结一下自己学到的东西。
1、首先我们先来聊聊什么是HashMap?
什么是hash?hash用中文的说法就叫做“散列”,通俗的讲就是把任意长度的字符串输入,经过hash计算出固定长度的字符串。而这个字符串就是散列值。这种转换是一种压缩映射,也就是,散列值的空间通常远小于输入的空间,不同的输入可能会散列成相同的输出,而不可能从散列值来唯一的确定输入值。
2、hash碰撞?
上面已经说到了,不同的输入值可能会计算出相同的输出,这就是碰撞。
3、java中的hashMap是怎么实现的?
java的hashMap底层是用数组加链表实现的。存储对象的时候,我们是将K/V传给put方法,然后这个put方法会调用hashCode方法计算出hash值(也就是数组的下标)从而得到存储的位置,进一步存储。那么问题来了,我们都知道,创建数组的时候是要指定数组的长度的,万一它的初始化的数组不够用怎么办?其实hashMap早都给你想好了,hashMap会根据当前你存储的数据的占用情况自动调整数组的长度。获取对象的时候,我们是把K传给get()方法,它就会调用hashCode计算hash的值从而得到存储位置,并且进一步调用equals方法确定键值对。发生碰撞的时候:HashMap通过链表将产生碰撞冲突的元素组织起来,在Java8中,如果一个bucket中碰撞冲突的元素超过某个限制(默认是8),则使用红黑树来替换链表,从而提高速度。关于解决hash冲突的方法在这里暂且不说,我直接上代码了。
4、代码
首先我们先定义一个Map接口:
package com.jian.utils; /** * Map接口 * @author weijianyi * * @param <K> * @param <V> */ public interface Map<K,V> { //向Map中插入值 public V put(K k,V v); //根据key获取hashMap中的值 public V get(K k); //获得Map中元素的个数 public int size(); //获取Map中,键值对的对象 interface Entry<K,V>{ K getKey(); V getValue(); V setValue(V v); } }
第二步定义我们的MyhashMap类:
package com.jian.utils; /** * hashMap的实现 数组+链表 * * @author weijianyi * * @param <K> * @param <V> */ public class HashMap<K, V> implements Map<K, V> { // 数据存储的结构==>数组+链表 Node<K, V>[] array = null; // 数组/哈希桶的长度,就是数组初始化的长度 private static int defaultLength = 16; /**加载因子/扩容因子,就是给数组界定一个存储阈值, 当数组沾满整个数组的75%的时候,触发扩容操作)**/ private static double factor = 0.75D; // hashMap中的元素个数 private int size; // put元素方法 @SuppressWarnings("unchecked") @Override public V put(K k, V v) { // 1.载机制,使用的时候进行分配 if (array == null) { //初始化一个数组,给的长度是defaultLength array = new Node[defaultLength]; } // 2.通过hash算法,计算出具体插入的位置,也就是数组的下标 int index = position(k, defaultLength); // 扩容,判断是否需要扩容 // 扩容规则,元素的个数size 大于 桶的尺寸*加载因子 if (size > defaultLength * factor) { resize(); } // 3.放入要插入的元素(添加到链表) Node<K, V> node = array[index]; //先判断一下这个链表的index位置是否为空 if (node == null) { //链表的index这个位置是空的,直接新建该链表并将值放入该位置 array[index] = new Node<K, V>(k, v, null); //元素的个数加自增1 size++; } else { if (k.equals(node.getKey()) || k == node.getKey()) { return node.setValue(v); } else { array[index] = new Node<K, V>(k, v, node); size++; } } return null; } // 扩容,并且重新排列元素 private void resize() { // 翻倍扩容 // 1.创建新的array临时变量,相当于defaultlength*2 @SuppressWarnings("unchecked") Node<K, V>[] temp = new Node[defaultLength << 1]; // 2.重新计算散列值,插入到新的array中去。 code=key % defaultLength ==> code=key % // defaultLength*2 Node<K, V> node = null; for (int i = 0; i < array.length; i++) { node = array[i]; while (node != null) { // 重新散列 int index = position(node.getKey(), temp.length); // 插入链表的头部 Node<K, V> next = node.next; // 3 node.next = temp[index]; // 1 temp[index] = node; // 2 node = next; } } // 3.替换掉旧的array array = temp; //更新默认的扩容因子的值 defaultLength = temp.length; temp = null; } // 计算位置 private int position(K k, int length) { int code = k.hashCode(); // 取模算法 return code % (length - 1); // 求与算法 // return code & (defaultLength-1); } /** * 用K获取hashMap 的K对应的值 */ @Override public V get(K k) { if (array != null) { int index = position(k, defaultLength); Node<K, V> node = array[index]; // 遍历链表 while (node != null) { // 如果key值相同返回value if (node.getKey() == k) { return node.getValue(); } else { // 如果key值不同则调到下一个元素 node = node.next; } } } return null; } /** * 获取hashMap元素个数 */ @Override public int size() { return size; } // 链表节点(链表类) static class Node<K, V> implements Entry<K, V> { K key; V value; //表示下一个节点 Node<K, V> next; // 构造一个包含当前节点和下一个节点的链表 public Node(K key, V value, Node<K, V> next) { super(); this.key = key; this.value = value; this.next = next; } /** * 链表的get和set方法 */ @Override public K getKey() { return this.key; } @Override public V getValue() { return this.value; } @Override public V setValue(V v) { V oldValue = this.value; this.value = v; return oldValue; } } // 测试方法 public void print() { System.out.println("==============================="); if (array != null) { Node<K, V> node = null; for (int i = 0; i < array.length; i++) { node = array[i]; System.out.print("下标[" + i + "]"); // 遍历链表 while (node != null) { System.out.print("[" + node.getKey() + ":" + node.getValue() + "]"); if (node.next != null) { node = node.next; } else { // 到尾部元素 node = null; } } System.out.println(); } } } }
到此,自己动手写一个hashMap结束,其实并不难,只要大家认真的去看他每一个步骤和方法流程,我相信大家都能自己写出一个。我这里只是写了一个简易的,如果有什么地方不对或者有什么修改意见,欢迎大家评论探讨,我们一起进步。