HashMap底层原理分析(put、get方法)

简介: HashMap底层原理分析(put、get方法)

1、HashMap底层原理分析(put、get方法)


HashMap底层是通过数组加链表的结构来实现的。HashMap通过计算key的hashCode来计算hash值,只要hashCode一样,那hash值就是相同的。当hash值相同时,就会出现hash冲突,HashMap通过链表来解决冲突。


原理图:


 

实例:


import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("fruit", "apple");
        System.out.println(map.get("fruit"));

 

1、put方法分析


//添加键值对方法
public V put(K key, V value) {
        //如果key为null,则hash值为0,将这个entry放在索引为0的地方,即table[0]
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        //key不为null
        int hash = hash(key.hashCode());//计算key的hashCode的hash值
        int i = indexFor(hash, table.length);//返回hash值所在的索引位置
        //遍历table[i]处的Entry,若存在key相同并且hash值相同,则用新元素替换旧元素
        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;
            }
        }
       //修改标记+1,然后进行元素添加操作
        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);//将包含特定key、value和hash值的entry添加到特定的桶中
        return null;
    }
    //添加key为null的元素
    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;
    }
    /**
     * 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) {
        Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
        table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
        if (size++ >= threshold)
            resize(2 * table.length);
    }

 

2、get方法分析


/**
* 返回映射的key对应的value值,若map不包含该key,返回null
*/
public V get(Object key) {
        if (key == null)//获取key为null的value值
            return getForNullKey();
        int hash = hash(key.hashCode());//计算key的hashCode的hash值
        //遍历数组中对应hash值的Entry链表,若Entry元素的hash值与hashCode的hash值相等并且key与查找的key相等,则返回此Entry元素的value值
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
                return e.value;
        }
        return null;
    }
相关文章
|
1月前
|
存储
让星星⭐月亮告诉你,HashMap的put方法源码解析及其中两种会触发扩容的场景(足够详尽,有问题欢迎指正~)
`HashMap`的`put`方法通过调用`putVal`实现,主要涉及两个场景下的扩容操作:1. 初始化时,链表数组的初始容量设为16,阈值设为12;2. 当存储的元素个数超过阈值时,链表数组的容量和阈值均翻倍。`putVal`方法处理键值对的插入,包括链表和红黑树的转换,确保高效的数据存取。
53 5
|
1月前
|
算法 索引
让星星⭐月亮告诉你,HashMap的resize()即扩容方法源码解读(已重新完善,如有不足之处,欢迎指正~)
`HashMap`的`resize()`方法主要用于数组扩容,包括初始化或加倍数组容量。该方法首先计算新的数组容量和扩容阈值,然后创建新数组。接着,旧数组中的数据根据`(e.hash & oldCap)`是否等于0被重新分配到新数组中,分为低位区和高位区两个链表,确保数据迁移时的正确性和高效性。
64 3
|
1月前
|
存储 索引
让星星⭐月亮告诉你,HashMap在put数据时是如何找到要存放的位置的?
HashMap 是一种常用的键值对存储结构,其底层采用数组+链表+红黑树实现。本文探讨了 HashMap 在插入键值对时如何确定存放位置。通过分析 `put` 方法的源代码,重点解析了哈希码的计算过程和数组索引的确定方法。哈希码通过 `hashCode()` 方法和位运算优化,确保均匀分布,从而减少哈希碰撞,提高性能。最终,通过 `(n-1) & hash` 计算出数组索引,确保键值对被正确存放到指定位置。
33 2
|
1月前
|
算法 索引
HashMap扩容时的rehash方法中(e.hash & oldCap) == 0算法推导
HashMap在扩容时,会创建一个新数组,并将旧数组中的数据迁移过去。通过(e.hash & oldCap)是否等于0,数据被巧妙地分为两类:一类保持原有索引位置,另一类索引位置增加旧数组长度。此过程确保了数据均匀分布,提高了查询效率。
38 2
|
1月前
|
机器学习/深度学习 算法
让星星⭐月亮告诉你,HashMap之tableSizeFor(int cap)方法原理详解(分2的n次幂和非2的n次幂两种情况讨论)
`HashMap` 的 `tableSizeFor(int cap)` 方法用于计算一个大于或等于给定容量 `cap` 的最小的 2 的幂次方值。该方法通过一系列的无符号右移和按位或运算,逐步将二进制数的高位全部置为 1,最后加 1 得到所需的 2 的幂次方值。具体步骤包括: 1. 将 `cap` 减 1,确保已经是 2 的幂次方的值直接返回。 2. 通过多次无符号右移和按位或运算,将最高位 1 后面的所有位都置为 1。 3. 最终加 1,确保返回值为 2 的幂次方。 该方法保证了 `HashMap` 的数组容量始终是 2 的幂次方,从而优化了哈希表的性能。
33 1
|
1月前
|
Java
让星星⭐月亮告诉你,HashMap中保证红黑树根节点一定是对应链表头节点moveRootToFront()方法源码解读
当红黑树的根节点不是其对应链表的头节点时,通过调整指针的方式将其移动至链表头部。具体步骤包括:从链表中移除根节点,更新根节点及其前后节点的指针,确保根节点成为新的头节点,并保持链表结构的完整性。此过程在Java的`HashMap$TreeNode.moveRootToFront()`方法中实现,确保了高效的数据访问与管理。
29 2
|
1月前
|
Java 索引
让星星⭐月亮告诉你,HashMap之往红黑树添加元素-putTreeVal方法源码解读
本文详细解析了Java `HashMap` 中 `putTreeVal` 方法的源码,该方法用于在红黑树中添加元素。当数组索引位置已存在红黑树类型的元素时,会调用此方法。具体步骤包括:从根节点开始遍历红黑树,找到合适位置插入新元素,调整节点指针,保持红黑树平衡,并确保根节点是链表头节点。通过源码解析,帮助读者深入理解 `HashMap` 的内部实现机制。
33 2
|
1月前
|
算法 Java 容器
Map - HashSet & HashMap 源码解析
Map - HashSet & HashMap 源码解析
52 0
|
6月前
|
存储 安全 Java
HashMap源码全面解析
HashMap源码全面解析
|
1月前
|
Java 索引
让星星⭐月亮告诉你,HashMap中红黑树TreeNode的split方法源码解读
本文详细解析了Java中`HashMap`的`TreeNode`类的`split`方法,该方法主要用于在`HashMap`扩容时将红黑树节点从旧数组迁移到新数组,并根据`(e.hash & oldCap)`的结果将节点分为低位和高位两个子树。低位子树如果元素数少于等于6,则进行去树化操作;若多于6且高位子树非空,则进行树化操作,确保数据结构的高效性。文中还介绍了`untreeify`和`replacementNode`方法,分别用于将红黑树节点转换为普通链表节点。
23 2