HashMap中 get(K key) 和 put(K key，V value) 的具體過程

說在前面

本文包含手寫泛型HashMap<K,V>爲簡化版，僅爲理解 HashMap 的 get() 和put() 方法的工作過程，非Java源碼。

get(K key) 原理

先計算出key對應的hash值

int hash = key.hashCode();
//此處的 hashCode() 方法爲 Object對象 所屬方法，默認都有
//自定義的類需要覆寫該方法

對超出數組範圍的hash值進行處理

hash = (hash >>> 16)^hash;//java內部自做的優化，爲了使hash值更加均衡，減少衝突
int index = hash & (table.length - 1);//對下標進行合理化，以免下標越界
//這樣做可以使index在數組長度範圍內的原因或者一個前提是，這裏的數組的長度一定是2的n次方，
//這樣table.length - 1 在二進制情況下，除最高位，其餘低位爲一定是1，用hash與這樣的一個數進行與操作
//即只保留了hash的二進制的低位，就會使hash的範圍一定小於數組長度

根據正確的hash值（下標值）找到所在的鏈表的頭結點
```
Entry<K,V> node = table[index];
```
遍歷鏈表，如果key值相等，返回對應的value值,否則返回null

while(node != null){
    if(node.key.equals(key)){
        return node.value;
    }
    node = node.next;
}

具體實現 get(K key)

@Override
    public V get(K key) {
        int hash = key.hashCode();
        hash = (hash >>> 16)^hash;//java內部自做的優化，爲了使hash值更加均衡
        int index = hash & (table.length - 1);
        Entry<K,V> node = table[index];
        while(node != null){
            if(node.key.equals(key)){
                return node.value;
            }
            node = node.next;
        }
        return null;
    }

put(K key,V value) 原理

先計算出key對應的hash值
對超出數組範圍的hash值進行處理
根據正確的hash值（下標值）找到所在的鏈表的頭結點
如果頭結點==null，直接將新結點賦值給數組的該位置
```
Entry<K,V> newNode = new Entry<>(key,value);
table[index] = newNode;
```

否則，遍歷鏈表，找到key相等的節點，並進行value值的替換，返回舊的value值

Entry<K,V> pre = null;//用來追蹤該段鏈表的最後一個結點，爲尾插做準備，如果採用頭插法，則不需要
while(node != null){
if(node.key.equals(key)){
    V oldValue = node.value;
    node.value = value;
    return oldValue;
}
pre = node;
node = node.next;
}

如果沒有找到，採用尾插法（1.8）/頭插法（1.7）創建新結點並插入到鏈表中
```
pre.next = new Entry<>(key,value);
```
將存儲元素數量+1 !!!
校驗是否需要擴容(需要全部重新計算hash值，因爲數組長度改變了)
1）擴容原因：爲了減少hash衝突，降低衝突率（插入一個新的key時，會遇到衝突的概率）
2）負載因子=所有key的數量 / 數組的長度
3）衝突率和負載因子成正相關！因此爲了降低衝突率，可改變數組的長度！
4）具體操作：通過計算負載因子並與擴容因子（規定爲0.75）進行比較
```
if((double) size / table.length >= 0.75 ){
    resize();
}
```

private void resize(){
    /**
    * 1.創造新數組，長度爲原數組的2倍
    * 2.遍歷原數組，找到每一條鏈表的頭節點
    * 3.遍歷每一條鏈表，新建結點並將節點採用頭插法插入到新數組中
    *
    */
    Entry<K,V>[] newTable = new Entry[table.length * 2];
    for(int i = 0; i < table.length; i++){
        Entry<K,V> node = table[i];
        while(node != null){
            Entry<K,V> newNode = new Entry<>(node.key,node.value);
            int hash = node.key.hashCode();
            hash = (hash >>> 16) ^ hash;
            int index = hash ^ (newTable.length - 1);
            //使用頭插，尾插也可以
            newNode.next = newTable[index];
            newTable[index] = newNode;
            node = node.next;
        }
    }
}

具體實現 put(K key,V value)

@Override
public V put(K key, V value) {
    int hash = key.hashCode();
    hash = (hash >>> 16)^hash;//java內部自做的優化語句，爲了使hash值更加均衡
    int index = hash & (table.length - 1);
    Entry<K,V> node = table[index];
    if(node == null){
        Entry<K,V> newNode = new Entry<>(key,value);
        table[index] = newNode;
    }else{
        Entry<K,V> pre = null;
        while(node != null){
            if(node.key.equals(key)){
                V oldValue = node.value;
                node.value = value;
                return oldValue;
            }
            pre = node;
            node = node.next;
        }
        pre.next = new Entry<>(key,value);
    }
    size++;
    if((double) size / table.length >= LOAD_FACTOR_THRESHOLD ){
        resize();
    }
    return null;
}

具體實現HashMap<K,V>

package advance_ds.hashmap;
//接口
public interface Map<K,V> {
    V get(K key);

    V put(K key,V value);

}

/**
 * @author Maria
 * @program JavaDaily
 * @date 2020/3/21 14:51
 */
public class HashMap<K,V> implements Map<K,V> {
    //鏈表的節點類
    private static class Entry<K,V>{
        K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;

        public Entry(K key,V value){
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }

    //基本存儲方式：數組
    private Entry<K,V>[] table = new Entry[16];
    //存儲的元素的個數
    private int size = 0;
    //擴容因子
    private static final double LOAD_FACTOR_THRESHOLD = 0.75;

    @Override
    public V get(K key) {
        /**
         * 1.先計算出key對應的hash值
         * 2.對超出數組範圍的hash值進行處理
         * 3.根據正確的hash值（下標值）找到所在的鏈表的頭結點
         * 4.遍歷鏈表，如果key值相等，返回對應的value值,否則返回null
         */
        int hash = key.hashCode();
        hash = (hash >>> 16)^hash;//java內部自做的優化，爲了使hash值更加均衡
        int index = hash & (table.length - 1);
        Entry<K,V> node = table[index];
        while(node != null){
            if(node.key.equals(key)){
                return node.value;
            }
            node = node.next;
        }
        return null;
    }

    @Override
    public V put(K key, V value) {
        /**
         * 1.先計算出key對應的hash值
         * 2.對超出數組範圍的hash值進行處理
         * 3.根據正確的hash值（下標值）找到所在的鏈表的頭結點
         * 4.如果頭結點==null，直接將新結點賦值給數組的該位置
         * 5.否則，遍歷鏈表，找到key相等的節點，並進行value值的替換，返回舊的value值
         * 6.如果沒有找到，採用尾插法（1.8）/頭插法（1.7）創建新結點並插入到鏈表中
         * 7.將存儲元素數量+1
         * 8.校驗是否需要擴容(需要全部重新計算hash值，因爲數組長度改變了)
         *      擴容原因：爲了減少hash衝突，衝突率：插入一個新的key時，會遇到衝突的概率
         *          負載因子=所有key的數量/數組的長度
         *          衝突率和負載因子成正相關！因此爲了降低衝突率，可改變數組的長度！
         *      具體操作：通過計算負載因子並與擴容因子進行比較
         */

        int hash = key.hashCode();
        hash = (hash >>> 16)^hash;//java內部自做的優化語句，爲了使hash值更加均衡
        int index = hash & (table.length - 1);
        Entry<K,V> node = table[index];
        if(node == null){
            Entry<K,V> newNode = new Entry<>(key,value);
            table[index] = newNode;
        }else{
            Entry<K,V> pre = null;
            while(node != null){
                if(node.key.equals(key)){
                    V oldValue = node.value;
                    node.value = value;
                    return oldValue;
                }
                pre = node;
                node = node.next;
            }
            pre.next = new Entry<>(key,value);
        }
        size++;
        if((double) size / table.length >= LOAD_FACTOR_THRESHOLD ){
            resize();
        }
        return null;

    }

    private void resize(){
        /**
         * 1.創造新數組，長度爲原數組的2倍
         * 2.遍歷原數組，找到每一條鏈表的頭節點
         * 3.遍歷每一條鏈表，新建結點並將節點採用頭插法插入到新數組中
         *
        */
        Entry<K,V>[] newTable = new Entry[table.length * 2];
        for(int i = 0; i < table.length; i++){
            Entry<K,V> node = table[i];
            while(node != null){
                Entry<K,V> newNode = new Entry<>(node.key,node.value);
                int hash = node.key.hashCode();
                hash = (hash >>> 16) ^ hash;
                int index = hash ^ (newTable.length - 1);
                //使用頭插，尾插也可以
                newNode.next = newTable[index];
                newTable[index] = newNode;
                node = node.next;
            }
        }
    }
}

寫一個類來測試一下這段代碼

package advance_ds.hashmap;

import java.util.Objects;

/**
 * @author Maria
 * @program JavaDaily
 * @date 2020/3/21 21:29
 */
public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private int gender;

    //自動生成的
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                Objects.equals(name, person.name) &&
                Objects.equals(gender, person.gender);
    }
    //自動生成的
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age, gender);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person();
        p1.name = "p1";
        p1.age = 18;
        p1.gender = 0;
        Person p2 = new Person();
        p2.name = "p1";
        p2.age = 18;
        p2.gender = 0;
        HashMap<Person,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put(p1,108);
        System.out.println(map.get(p2));//結果爲108，成功取出！因爲key對應的hash相等
    }
}

HashMap中 get(K key) 和 put(K key，V value) 的具體過程

說在前面

get(K key) 原理

具體實現 get(K key)

put(K key,V value) 原理

具體實現 put(K key,V value)

具體實現HashMap<K,V>

寫一個類來測試一下這段代碼

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HashMap中 get(K key) 和 put(K key，V value) 的具體過程

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

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