Java HashMap 實現源代碼分析

最近在用HashMap的時候，碰到一些問題，有疑惑，遂查看源代碼分析了一下。

我們知道，HashMap<K, V>是以鍵值對來讀寫數據的，那它底層用於存放Value的什麼？又如何判斷兩個Key是否相等呢？

首先說說哈希表的一些相關概念，可能有些名詞會有不同的叫法。

• 容量：散列表中散列數組大小
• 散列運算：key->散列值(散列數組下標)的算法， h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
• 散列桶：散列值相同的元素的“線性集合”
• 加載因子(loadFactor)：散列數組的加載率，一般小於75%比較理想(即元素數量/散列數組大小)。
• • threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);//閾值=新的容量*加載因子，當新增元素時達到了閾值就要再次擴容
• 散列查找：根據Key計算散列值，根據散列值(下標)找到在散列桶，在散列桶中順序比較Key，如果相同(Key的hascode相同、且equals()爲true)就返回Value；散列表中Value可以重複，只要其對應的Key不一樣即可；如果Key相同，新添加的元素會覆蓋原來的Value。

再來看看HashMap類中的幾個主要成員變量：

• Entry[] table;//Entry<K, V>型的數組，用於存放Value，每個Entry元素裏有Key, Value, hash與next(指向下一個Entry)
• int size;//所有Value的數量，Map的實際容量
• int threshold;//閥值，超過之後要對table擴容
• final float loadFactor;//加載因子

table實際上是一個Entry<K, V>型的數組，它就是用於存放鍵值對的，而不同的Key可能會算出相同的hash code，因此，table的某一個下標可能會有多個Entry, 而Entry裏有一個Entry<K, V> next的屬性，用於指向下一個Entry——實際上就是一個鏈表，這樣，key相同的Value也能放到table的同一個置，通過next來引用下一個Entry.

Entry[] table

Entry

Entry

Entry

Entry

Entry

   ↓

e.next

   ↓

e.next

   ↓

 null

同一個散列桶中有多個Entry時

Entry：HashMap中的內部類

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;

     /*Entry 這裏是一個鏈表，也就是散列桶中的線性集合：

     *  當hash code相同時，位於table的同一個下標中，能過next連成一個線性集合。

     */

        Entry<K,V> next;
        final int hash;

      /**

         * Creates new entry.
         */
        Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
            hash = h;
        }

}

HashMap的put方法(增加元素)：

public V put(K key, V value) {
        if (key == null)//可以以null爲key
            return putForNullKey(value);
        int hash = hash(key.hashCode());//算出此key的hash code,用位移的算法
        int i = indexFor(hash, table.length);//用hashcode&table長度，即將hashcode的高位清零，保留低位(與table長度一樣)的位，這樣得到的下標，一定在table的長度範圍之內。

        

          //找到table下標爲i的位置，如果此位置已經有元素即兩個元素的Key的hashcode相同，則說明此散列桶有多個元素；

          //從第一個Entry開始，循環e.next遍歷此鏈表並判斷:

          for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
            Object k;

               //如果兩個Entry的hashcoe相同，且equals，那麼則認爲是同一個Key
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                V oldValue = e.value;

                    //則把這個新元素替換原來的元素
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);

                    //並返回原來的元素
                return oldValue;
            }
        }
          //如果table下標爲i的位置爲null，則說明此散列桶爲空，直接將新元素添加到此即可
        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i);*注
        return null;
}

*注：

 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
     Entry<K,V> e = table[bucketIndex];//e爲null
     table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);//新建Entry，next爲null
     if (size++ >= threshold)//如果實際大小超過閥值，則擴容
         resize(2 * table.length);
 }

這是小弟在CSDN發的第一篇博文，如有技術上的錯誤，請大蝦們不吝賜教！