HashMap的工作原理

2017-09-14 20:48:49

总字数 776

预计阅读时间 3 分钟

为了验证HashMap的工作原理 , 先创建一个JavaBean实体类

public class Country {
  String name;
  long population;

  public Country(String name, long population) {
    this.name = name;
    this.population = population;
  }

  @Override
  public int hashCode() {
    if (this.name.length() % 2 == 0)
      return 31;
    else
      return 95;
  }

  @Override
  public boolean equals(Object obj) {

    Country other = (Country) obj;
    if (name.equalsIgnoreCase(other.name))
      return true;
    return false;
  }
}

需要注意的是这个类重写了hashCode和equals方法
hashCode方法在name字符串的长度为奇数和偶数的时候会返回不同的常数值
equals方法则是忽略大小写比较name属性是否相同

调试执行以下代码

public static void main(String[] args) {
  Country india = new Country("India", 1000);
  Country japan = new Country("Japan", 10000);

  Country france = new Country("France", 2000);
  Country russia = new Country("Russia", 20000);

  HashMap<Country, String> countryCapitalMap = new HashMap<Country, String>();
  countryCapitalMap.put(india, "Delhi");
  countryCapitalMap.put(japan, "Tokyo");
  countryCapitalMap.put(france, "Paris");
  countryCapitalMap.put(russia, "Moscow");

  Iterator<Country> countryCapitalIter = countryCapitalMap.keySet().iterator();
  while (countryCapitalIter.hasNext()) {
    Country countryObj = countryCapitalIter.next();
    String capital = countryCapitalMap.get(countryObj);
    System.out.println(countryObj.getName() + "----" + capital);
  }
}

HashMap1

发现这个Map当中存在4个Entry ( 一组键值对构成的对象 )
但是在table这个存放Entry的数组当中只有两个位置有数据
这两个位置上又分别使用链表的结构存放了两个Entry
HashMap2

由上述现象可以总结出
HashMap是一个由数组和链表结合构成的复合型的数据结构
某一个Entry存放在哪个数组索引上 , 是由该键的hashCode方法的返回值决定的
如果两个键存在相同的哈希值( 也称为哈希冲突 ) , 那么将保存在同一个索引上面 , 以链表的形式存在
当向这个链表末尾追加元素时 , 需要对这个链表进行迭代
在这个迭代过程中 , 会使用键的equals方法进行比较 , 如果在某个链表节点上获得了true的结果
那么新的Entry会替换掉这个原有的链表节点
如果遍历该链表后没有发现重复的元素 , 那么该Entry将追加到该链表末尾

所以当向Map当中存放数据的时候 , “键”的对象最好是一个不可变的对象
但是对象本身是否可变并不是问题的关键
而是该对象是否会产生稳定的哈希值 ( 也就是hashCode方法的返回值 )
如果某些因素导致了哈希值的变化 , 虽然该元素仍然在Map当中存在
但是已经无法用get方法拿到其对应的值

总结

HashMap有一个叫做Entry的内部类，它用来存储key-value对。
上面的Entry对象是存储在一个叫做table的Entry数组中。
table的索引在逻辑上叫做“桶”(bucket)，它存储了链表的第一个元素。
key的hashcode()方法用来找到Entry对象所在的桶。
如果两个key有相同的hash值，他们会被放在table数组的同一个桶里面。
key的equals()方法用来确保key的唯一性。
value对象的equals()和hashcode()方法根本一点用也没有。