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Java，数据结构与集合源码，关于Map接口的实现类（HashMap、LinkedHashMap）

news 2025/8/10 7:23:44

HashMap中的元素的特点：

HashMap中的所有key之间是不可重复的、无序的。所有的key构成一个Set集合。

HashMap中的所有的value彼此之间是可重复的、无序的。所有的value构成一个Collection集合。

HashMap中的一对key-value，就构成了一个entry。Map中的entry是不可重复的、无序的。所有的entry就构成了一个Set集合。

HashMap的源码剖析：

jdk7：

HashMap < String , Integer > map = new HashMap<>(); //①

map.put("AA",78);//②

①：创建对象的过程中，底层会初始化数组，长度为16，即：Entry[ ] table = new Entry[16];

②：“AA”和78封装到一个Entry对象中，将此对象添加到table数组中。

添加的过程：

将（key1，value1）添加到当前map中：

首先，需要调用key1所在类的hashCode( )方法，计算key1对应的哈希值1，此哈希值1经过某种算法（hash( )）之后，得到哈希值2。

哈希值2再经过某种算法（indexFor( )）之后，就确定了其在数组table的索引位置i。

        ·如果此索引位置i的数组位置上没有元素，则（key1，value1）添加成功。——情况①

        ·如果此索引位置i的数组位置上有元素（若为key2），则需要继续比较key1和key2的哈希值2。-->哈希冲突。

                    ·如果key1的哈希值与key2的哈希值不相同，则（key1，value1）也添加成功。——情况②

· 如果key1的哈希值与key2的哈希值相同，则需要则需要继续判断key1和key2的equals( )的返回值。要调用key1所在类的equals( )方法，将key2作为参数传入。

                                  ·如果调用equals( )方法，返回false：则（key1，value1）添加成功。——情况③

                                    ·如果调用equals( )方法，返回true：则认为key1和key2是相同的。默认情况下，value1替换原有的value2.

添加成功的情况：

情况①：直接将（key1，value1）存放到数组的索引i的位置

情况②与情况③：（key1，value1）元素与现有的（key2，value2）构成单向链表结构，（key1，value1）指向（key2，value2），jdk7中即头插法。

如果满足以下情况，会扩容：

当元素的个数达到临界值（数组长度*加载因子）时，就考虑扩容。默认的加载因子为0.75。默认扩容后为原来的两倍。

如果put方法是添加操作，会返回null。如果put是修改操作，会返回原来位置上的value值。

jdk8中：

①在jdk8中，当创建了HashMap实例以后，底层并没有初始化table数组。当首次添加（key，value）时，进行判断，如果发现table尚未初始化，则对数组进行初始化。（懒汉式）

②在jdk8中，HashMap底层定义了Node内部类（实现了Entry接口），替换了jdk7中的Entry内部类。即创建的数组是Node[ ]。

③在jdk8中，出现哈希值冲突的情况，判断相应的（key，value）可以添加到指定发生哈希冲突的索引上，采用的是原来的元素指向新的元素，即尾插法。

④在jdk7中，底层采用的是数组+单向链表。在jdk8中，底层采用的是数组+单向链表+红黑树。

使用红黑树的情况（单向链表转换为红黑树）：如果数组索引i上的元素的个数达到8，并且数组的长度达到64时，就将此索引i位置上的多个元素改为使用红黑树进行存储。（红黑树进行put( )/get( )/remove( )等操作的时间复杂度为O(log n)）,比单向链表的复杂度O(n)的要更好，性能更高。

红黑树退化（单向链表转换为单向链表）的情况：当使用红黑树的索引i上的元素个数低于6时，就会将红黑树结构退化为单向链表。