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本帖最后由 hanyunsong 于 2020-8-20 18:23 编辑
问题导读：
1、LinkedList的定义是什么？
2、LinkedList元素的处理方法有哪些？
3、HashMap底层数据结构是什么样？
4、HashMap方法都有哪些？
上一篇：Java高级特性增强4-Java高级特性增强(集合框架)
Java高级特性增强-集合框架(LinkedList/HashMap)
本部分网络上有大量的资源可以参考，在这里做了部分整理，感谢前辈的付出，每节文章末尾有引用列表，源码推荐看JDK1.8以后的版本，注意甄别~ ####多线程 ###集合框架 ###NIO ###Java并发容器
集合框架
Java中的集合框架
ArrayList/Vector LinkedList HashMap HashSet LinkedHashMap ... 本章内容参考引用网上的内容为主，网上有大量优质的资源，作者在这里做了整理如下：
LinkedList（基于JDK1.8）
LinkedList 定义
LinkedList 是一个用链表实现的集合，元素有序且可以重复。
[mw_shl_code=java,true]public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable[/mw_shl_code]
和 ArrayList 集合一样，LinkedList 集合也实现了Cloneable接口和Serializable接口，分别用来支持克隆以及支持序列化。List 接口也不用多说，定义了一套 List 集合类型的方法规范。注意，相对于 ArrayList 集合，LinkedList 集合多实现了一个 Deque 接口，这是一个双向队列接口，双向队列就是两端都可以进行增加和删除操作。
字段属性
[mw_shl_code=java,true]//链表元素（节点）的个数
transient int size = 0;
/**
*指向第一个节点的指针
*/
transient Node<E> first;
/**
*指向最后一个节点的指针
*/
transient Node<E> last;[/mw_shl_code]注意这里出现了一个 Node 类，这是 LinkedList 类中的一个内部类，其中每一个元素就代表一个 Node 类对象，LinkedList 集合就是由许多个 Node 对象类似于手拉着手构成。
[mw_shl_code=java,true]private static class Node<E> {
E item;//实际存储的元素
Node<E> next;//指向上一个节点的引用
Node<E> prev;//指向下一个节点的引用
//构造函数
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}[/mw_shl_code]如下图所示：
上图的 LinkedList 是有四个元素，也就是由 4 个 Node 对象组成，size=4，head 指向第一个elementA,tail指向最后一个节点elementD。
构造函数
[mw_shl_code=java,true]public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}[/mw_shl_code]LinkedList 有两个构造函数，第一个是默认的空的构造函数，第二个是将已有元素的集合Collection 的实例添加到 LinkedList 中，调用的是 addAll() 方法，这个方法下面我们会介绍。 注意：LinkedList 是没有初始化链表大小的构造函数，因为链表不像数组，一个定义好的数组是必须要有确定的大小，然后去分配内存空间，而链表不一样，它没有确定的大小，通过指针的移动来指向下一个内存地址的分配。
添加元素
addFirst(E e) 将指定元素添加到链表头
[mw_shl_code=java,true]//将指定的元素附加到链表头节点
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;//将头节点赋值给 f
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);//将指定元素构造成一个新节点，此节点的指向下一个节点的引用为头节点
first = newNode;//将新节点设为头节点，那么原先的头节点 f 变为第二个节点
if (f == null)//如果第二个节点为空，也就是原先链表是空
last = newNode;//将这个新节点也设为尾节点（前面已经设为头节点了）
else
f.prev = newNode;//将原先的头节点的上一个节点指向新节点
size++;//节点数加1
modCount++;//和ArrayList中一样，iterator和listIterator方法返回的迭代器和列表迭代器实现使用。
}[/mw_shl_code]addLast(E e)和add(E e) 将指定元素添加到链表尾
[mw_shl_code=java,true]//将元素添加到链表末尾
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
//将元素添加到链表末尾
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;//将l设为尾节点
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);//构造一个新节点，节点上一个节点引用指向尾节点l
last = newNode;//将尾节点设为创建的新节点
if (l == null)//如果尾节点为空，表示原先链表为空
first = newNode;//将头节点设为新创建的节点（尾节点也是新创建的节点）
else
l.next = newNode;//将原来尾节点下一个节点的引用指向新节点
size++;//节点数加1
modCount++;//和ArrayList中一样，iterator和listIterator方法返回的迭代器和列表迭代器实现使用。
}[/mw_shl_code]add(int index, E element) 将指定的元素插入此列表中的指定位置
[mw_shl_code=java,true]//将指定的元素插入此列表中的指定位置
public void add(int index, E element) {
//判断索引 index >= 0 && index <= size中时抛出IndexOutOfBoundsException异常
checkPositionIndex(index);
if (index == size)//如果索引值等于链表大小
linkLast(element);//将节点插入到尾节点
else
linkBefore(element, node(index));
}
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;//将l设为尾节点
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);//构造一个新节点，节点上一个节点引用指向尾节点l
last = newNode;//将尾节点设为创建的新节点
if (l == null)//如果尾节点为空，表示原先链表为空
first = newNode;//将头节点设为新创建的节点（尾节点也是新创建的节点）
else
l.next = newNode;//将原来尾节点下一个节点的引用指向新节点
size++;//节点数加1
modCount++;//和ArrayList中一样，iterator和listIterator方法返回的迭代器和列表迭代器实现使用。
}
Node<E> node(int index) {
if (index < (size >> 1)) {//如果插入的索引在前半部分
Node<E> x = first;//设x为头节点
for (int i = 0; i < index; i++)//从开始节点到插入节点索引之间的所有节点向后移动一位
x = x.next;
return x;
} else {//如果插入节点位置在后半部分
Node<E> x = last;//将x设为最后一个节点
for (int i = size - 1; i > index; i--)//从最后节点到插入节点的索引位置之间的所有节点向前移动一位
x = x.prev;
return x;
}
}
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
final Node<E> pred = succ.prev;//将pred设为插入节点的上一个节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);//将新节点的上引用设为pred,下引用设为succ
succ.prev = newNode;//succ的上一个节点的引用设为新节点
if (pred == null)//如果插入节点的上一个节点引用为空
first = newNode;//新节点就是头节点
else
pred.next = newNode;//插入节点的下一个节点引用设为新节点
size++;
modCount++;
}[/mw_shl_code]addAll(Collection<? extends E> c) 按照指定集合的迭代器返回的顺序，将指定集合中的所有元素追加到此列表的末尾
此方法还有一个 addAll(int index, Collection<? extends E> c)，将集合 c 中所有元素插入到指定索引的位置。其实 addAll(Collection<? extends E> c) == addAll(size, Collection<? extends E> c)
删除元素
删除元素和添加元素一样，也是通过更改指向上一个节点和指向下一个节点的引用即可. remove()和removeFirst() 从此列表中移除并返回第一个元素 removeLast() 从该列表中删除并返回最后一个元素 remove(int index) 删除此列表中指定位置的元素 remove(Object o) 如果存在，则从该列表中删除指定元素的第一次出现 此方法本质上和 remove(int index) 没多大区别，通过循环判断元素进行删除，需要注意的是，是删除第一次出现的元素，不是所有的。
修改元素
通过调用 set(int index, E element) 方法，用指定的元素替换此列表中指定位置的元素。
[mw_shl_code=java,true]public E set(int index, E element) {
//判断索引 index >= 0 && index <= size中时抛出IndexOutOfBoundsException异常
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);//获取指定索引处的元素
E oldVal = x.item;
x.item = element;//将指定位置的元素替换成要修改的元素
return oldVal;//返回指定索引位置原来的元素
}[/mw_shl_code]这里主要是通过 node(index) 方法获取指定索引位置的节点，然后修改此节点位置的元素即可。
查找元素
getFirst() 返回此列表中的第一个元素 getLast() 返回此列表中的最后一个元素 get(int index) 返回指定索引处的元素 indexOf(Object o) 返回此列表中指定元素第一次出现的索引，如果此列表不包含元素，则返回-1。
遍历集合
普通for循环
[mw_shl_code=java,true]LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("A");
linkedList.add("B");
linkedList.add("C");
linkedList.add("D");
for(int i = 0 ; i < linkedList.size() ; i++){
System.out.print(linkedList.get(i)+" ");//A B C D
}[/mw_shl_code]代码很简单，我们就利用 LinkedList 的 get(int index) 方法，遍历出所有的元素。 但是需要注意的是， get(int index) 方法每次都要遍历该索引之前的所有元素，这句话这么理解： 比如上面的一个 LinkedList 集合，我放入了 A,B,C,D是个元素。总共需要四次遍历： 第一次遍历打印 A：只需遍历一次。 第二次遍历打印 B：需要先找到 A，然后再找到 B 打印。 第三次遍历打印 C：需要先找到 A，然后找到 B，最后找到 C 打印。 第四次遍历打印 D：需要先找到 A，然后找到 B，然后找到 C，最后找到 D。 这样如果集合元素很多，越查找到后面（当然此处的get方法进行了优化，查找前半部分从前面开始遍历，查找后半部分从后面开始遍历，但是需要的时间还是很多）花费的时间越多。那么如何改进呢？
迭代器
[mw_shl_code=java,true]LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("A");
linkedList.add("B");
linkedList.add("C");
linkedList.add("D");
Iterator<String> listIt = linkedList.listIterator();
while(listIt.hasNext()){
System.out.print(listIt.next()+" ");//A B C D
}
//通过适配器模式实现的接口，作用是倒叙打印链表
Iterator<String> it = linkedList.descendingIterator();
while(it.hasNext()){
System.out.print(it.next()+" ");//D C B A
}[/mw_shl_code]在 LinkedList 集合中也有一个内部类 ListItr，方法实现大体上也差不多，通过移动游标指向每一次要遍历的元素，不用在遍历某个元素之前都要从头开始。其方法实现也比较简单：
[mw_shl_code=applescript,true]public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}
private class ListItr implements ListIterator<E> {
private Node<E> lastReturned;
private Node<E> next;
private int nextIndex;
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
// assert isPositionIndex(index);
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
}
public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
}
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
public boolean hasPrevious() {
return nextIndex > 0;
}
public E previous() {
checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
nextIndex--;
return lastReturned.item;
}
public int nextIndex() {
return nextIndex;
}
public int previousIndex() {
return nextIndex - 1;
}
public void remove() {
checkForComodification();
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
Node<E> lastNext = lastReturned.next;
unlink(lastReturned);
if (next == lastReturned)
next = lastNext;
else
nextIndex--;
lastReturned = null;
expectedModCount++;
}
public void set(E e) {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
lastReturned.item = e;
}
public void add(E e) {
checkForComodification();
lastReturned = null;
if (next == null)
linkLast(e);
else
linkBefore(e, next);
nextIndex++;
expectedModCount++;
}
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
while (modCount == expectedModCount && nextIndex < size) {
action.accept(next.item);
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
}
checkForComodification();
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}[/mw_shl_code]这里需要重点注意的是 modCount 字段，前面我们在增加和删除元素的时候，都会进行自增操作 modCount，这是因为如果想一边迭代，一边用集合自带的方法进行删除或者新增操作，都会抛出异常。（使用迭代器的增删方法不会抛异常）
[mw_shl_code=java,true]final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}[/mw_shl_code]比如：
[mw_shl_code=java,true]LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("A");
linkedList.add("B");
linkedList.add("C");
linkedList.add("D");
Iterator<String> listIt = linkedList.listIterator();
while(listIt.hasNext()){
System.out.print(listIt.next()+" ");//A B C D
//linkedList.remove();//此处会抛出异常
listIt.remove();//这样可以进行删除操作
}[/mw_shl_code]迭代器的另一种形式就是使用 foreach 循环，底层实现也是使用的迭代器.
[mw_shl_code=java,true]LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("A");
linkedList.add("B");
linkedList.add("C");
linkedList.add("D");
for(String str : linkedList){
System.out.print(str + "");
}[/mw_shl_code]HashMap（基于JDK1.8）
HashMap简介
HashMap 主要用来存放键值对，它基于哈希表的Map接口实现，是常用的Java集合之一。 JDK1.8 之前 HashMap 由 数组+链表 组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的（“拉链法”解决冲突）.JDK1.8 以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为 8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。
底层数据结构分析
JDK1.8 之前 HashMap 底层是 数组和链表 结合在一起使用也就是 链表散列。HashMap 通过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理过后得到 hash 值，然后通过 (n - 1) & hash 判断当前元素存放的位置（这里的 n 指的是数组的长度），如果当前位置存在元素的话，就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同，如果相同的话，直接覆盖，不相同就通过拉链法解决冲突。 所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。 JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源码: JDK 1.8 的 hash方法 相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化，但是原理不变。
[mw_shl_code=java,true]static final int hash(Object key) {
int h;
// key.hashCode()：返回散列值也就是hashcode
// ^ ：按位异或
// >>>:无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}[/mw_shl_code]对比一下 JDK1.7的 HashMap 的 hash 方法源码.
[mw_shl_code=java,true]static int hash(int h) {
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}[/mw_shl_code]相比于 JDK1.8 的 hash 方法 ，JDK 1.7 的 hash 方法的性能会稍差一点点，因为毕竟扰动了 4 次。
所谓 “拉链法” 就是：将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组，数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突，则将冲突的值加到链表中即可。
JDK1.8之后 相比于之前的版本，jdk1.8在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。
类的属性：
[mw_shl_code=java,true]public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
// 序列号
private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;
// 默认的初始容量是16
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
// 最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
// 默认的填充因子
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
// 当桶(bucket)上的结点数大于这个值时会转成红黑树
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
// 当桶(bucket)上的结点数小于这个值时树转链表
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;
// 桶中结构转化为红黑树对应的table的最小大小
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
// 存储元素的数组，总是2的幂次倍
transient Node<k,v>[] table;
// 存放具体元素的集
transient Set<map.entry<k,v>> entrySet;
// 存放元素的个数，注意这个不等于数组的长度。
transient int size;
// 每次扩容和更改map结构的计数器
transient int modCount;
// 临界值 当实际大小(容量*填充因子)超过临界值时，会进行扩容
int threshold;
// 填充因子
final float loadFactor;
}[/mw_shl_code]loadFactor加载因子
loadFactor加载因子是控制数组存放数据的疏密程度，loadFactor越趋近于1，那么 数组中存放的数据(entry)也就越多，也就越密，也就是会让链表的长度增加，load Factor越小，也就是趋近于0，
loadFactor太大导致查找元素效率低，太小导致数组的利用率低，存放的数据会很分散。loadFactor的默认值为0.75f是官方给出的一个比较好的临界值。
给定的默认容量为 16，负载因子为 0.75。Map 在使用过程中不断的往里面存放数据，当数量达到了 16 * 0.75 = 12 就需要将当前 16 的容量进行扩容，而扩容这个过程涉及到 rehash、复制数据等操作，所以非常消耗性能。
threshold
threshold = capacity * loadFactor，当Size>=threshold的时候，那么就要考虑对数组的扩增了，也就是说，这个的意思就是 衡量数组是否需要扩增的一个标准。
Node节点类源码:
[mw_shl_code=java,true]// 继承自 Map.Entry<K,V>
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;// 哈希值，存放元素到hashmap中时用来与其他元素hash值比较
final K key;//键
V value;//值
// 指向下一个节点
Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString() { return key + "=" + value; }
// 重写hashCode()方法
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
// 重写 equals() 方法
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}[/mw_shl_code]树节点类源码:
[mw_shl_code=java,true]static final class TreeNode<K,V> extends LinkedHashMap.Entry<K,V> {
TreeNode<K,V> parent; // 父
TreeNode<K,V> left; // 左
TreeNode<K,V> right; // 右
TreeNode<K,V> prev; // needed to unlink next upon deletion
boolean red; // 判断颜色
TreeNode(int hash, K key, V val, Node<K,V> next) {
super(hash, key, val, next);
}
// 返回根节点
final TreeNode<K,V> root() {
for (TreeNode<K,V> r = this, p;;) {
if ((p = r.parent) == null)
return r;
r = p;
}[/mw_shl_code]HashMap源码分析
构造方法
[mw_shl_code=java,true]// 默认构造函数。
public More ...HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
// 包含另一个“Map”的构造函数
public More ...HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
putMapEntries(m, false);//下面会分析到这个方法
}
// 指定“容量大小”的构造函数
public More ...HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
// 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
public More ...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;
this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
}[/mw_shl_code]putMapEntries方法：
[mw_shl_code=java,true]final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
int s = m.size();
if (s > 0) {
// 判断table是否已经初始化
if (table == null) { // pre-size
// 未初始化，s为m的实际元素个数
float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
(int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
// 计算得到的t大于阈值，则初始化阈值
if (t > threshold)
threshold = tableSizeFor(t);
}
// 已初始化，并且m元素个数大于阈值，进行扩容处理
else if (s > threshold)
resize();
// 将m中的所有元素添加至HashMap中
for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
K key = e.getKey();
V value = e.getValue();
putVal(hash(key), key, value, false, evict);
}
}
}[/mw_shl_code]put方法 HashMap只提供了put用于添加元素，putVal方法只是给put方法调用的一个方法，并没有提供给用户使用。
对putVal方法添加元素的分析如下：
①如果定位到的数组位置没有元素 就直接插入。 ②如果定位到的数组位置有元素就和要插入的key比较，如果key相同就直接覆盖，如果key不相同，就判断p是否是一个树节点，如果是就调用e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value)将元素添加进入。如果不是就遍历链表插入。
[mw_shl_code=java,true]public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// table未初始化或者长度为0，进行扩容
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
// (n - 1) & hash 确定元素存放在哪个桶中，桶为空，新生成结点放入桶中(此时，这个结点是放在数组中)
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab = newNode(hash, key, value, null);
// 桶中已经存在元素
else {
Node<K,V> e; K k;
// 比较桶中第一个元素(数组中的结点)的hash值相等，key相等
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 将第一个元素赋值给e，用e来记录
e = p;
// hash值不相等，即key不相等；为红黑树结点
else if (p instanceof TreeNode)
// 放入树中
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
// 为链表结点
else {
// 在链表最末插入结点
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// 到达链表的尾部
if ((e = p.next) == null) {
// 在尾部插入新结点
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// 结点数量达到阈值，转化为红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
// 跳出循环
break;
}
// 判断链表中结点的key值与插入的元素的key值是否相等
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
// 相等，跳出循环
break;
// 用于遍历桶中的链表，与前面的e = p.next组合，可以遍历链表
p = e;
}
}
// 表示在桶中找到key值、hash值与插入元素相等的结点
if (e != null) {
// 记录e的value
V oldValue = e.value;
// onlyIfAbsent为false或者旧值为null
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
//用新值替换旧值
e.value = value;
// 访问后回调
afterNodeAccess(e);
// 返回旧值
return oldValue;
}
}
// 结构性修改
++modCount;
// 实际大小大于阈值则扩容
if (++size > threshold)
resize();
// 插入后回调
afterNodeInsertion(evict);
return null;
} [/mw_shl_code]我们再来对比一下 JDK1.7 put方法的代码
对于put方法的分析如下：
①如果定位到的数组位置没有元素 就直接插入。 ②如果定位到的数组位置有元素，遍历以这个元素为头结点的链表，依次和插入的key比较，如果key相同就直接覆盖，不同就采用头插法插入元素。
[mw_shl_code=java,true]public V put(K key, V value)
if (table == EMPTY_TABLE) {
inflateTable(threshold);
}
if (key == null)
return putForNullKey(value);
int hash = hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry<K,V> e = table; e != null; e = e.next) { // 先遍历
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;
}
}
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i); // 再插入
return null;
}[/mw_shl_code]get方法
[mw_shl_code=java,true]public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
// 数组元素相等
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
// 桶中不止一个节点
if ((e = first.next) != null) {
// 在树中get
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
// 在链表中get
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}[/mw_shl_code]resize方法 进行扩容，会伴随着一次重新hash分配，并且会遍历hash表中所有的元素，是非常耗时的。在编写程序中，要尽量避免resize。
[mw_shl_code=java,true]final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
// 超过最大值就不再扩充了，就只好随你碰撞去吧
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
// 没超过最大值，就扩充为原来的2倍
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY && oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else {
signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
// 计算新的resize上限
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ? (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
// 把每个bucket都移动到新的buckets中
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else {
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
// 原索引
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
// 原索引+oldCap
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
// 原索引放到bucket里
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
// 原索引+oldCap放到bucket里
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}[/mw_shl_code]HashMap常用方法测试
[mw_shl_code=java,true]import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Set;
public class HashMapDemo {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
// 键不能重复，值可以重复
map.put("san", "张三");
map.put("si", "李四");
map.put("wu", "王五");
map.put("wang", "老王");
map.put("wang", "老王2");// 老王被覆盖
map.put("lao", "老王");
System.out.println("-------直接输出hashmap:-------");
System.out.println(map);
/**
* 遍历HashMap
*/
// 1.获取Map中的所有键
System.out.println("-------foreach获取Map中所有的键:------");
Set<String> keys = map.keySet();
for (String key : keys) {
System.out.print(key+" ");
}
System.out.println();//换行
// 2.获取Map中所有值
System.out.println("-------foreach获取Map中所有的值:------");
Collection<String> values = map.values();
for (String value : values) {
System.out.print(value+" ");
}
System.out.println();//换行
// 3.得到key的值的同时得到key所对应的值
System.out.println("-------得到key的值的同时得到key所对应的值:-------");
Set<String> keys2 = map.keySet();
for (String key : keys2) {
System.out.print(key + "：" + map.get(key)+" ");
}
/**
* 另外一种不常用的遍历方式
*/
// 当我调用put(key,value)方法的时候，首先会把key和value封装到
// Entry这个静态内部类对象中，把Entry对象再添加到数组中，所以我们想获取
// map中的所有键值对，我们只要获取数组中的所有Entry对象，接下来
// 调用Entry对象中的getKey()和getValue()方法就能获取键值对了
Set<java.util.Map.Entry<String, String>> entrys = map.entrySet();
for (java.util.Map.Entry<String, String> entry : entrys) {
System.out.println(entry.getKey() + "--" + entry.getValue());
}
/**
* HashMap其他常用方法
*/
System.out.println("after map.size()："+map.size());
System.out.println("after map.isEmpty()："+map.isEmpty());
System.out.println(map.remove("san"));
System.out.println("after map.remove()："+map);
System.out.println("after map.get(si)："+map.get("si"));
System.out.println("after map.containsKey(si)："+map.containsKey("si"));
System.out.println("after containsValue(李四)："+map.containsValue("李四"));
System.out.println(map.replace("si", "李四2"));
System.out.println("after map.replace(si, 李四2):"+map);
}
}[/mw_shl_code]
文章作者：wangzhiwubigdata
文章来源1：大数据成神之路-Java高级特性增强(LinkedList)
文章来源2：大数据成神之路-Java高级特性增强(HashMap)
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