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四、构造方法
HashMap一共有四个构造方法
4.1 HashMap()
空参构造,构造一个空的HashMap,初始容量默认为16,负载因子默认0.75。
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
4.2 HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
指定初始容量和负载因子,构造一个空的HashMap。
public 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);
}
4.3 HashMap(int initialCapacity)
指定初始容量,负载因子为默认值(0.75),构造一个空的HashMap。
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
4.4 HashMap (Map<? extends K, ? extends V> m)
负载因子为默认值(0.75),调用putMapEntries将传入的Map拷贝到当前的Map。
public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
putMapEntries(m, false);
}
五、方法
5.1 put & putVal
put方法通过调用putVal来插入数据,在调用putVal之前会先调用hash方法。
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
先来看看hsah方法是怎么实现的。
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
首先判断key是否为null,前面已经说过了在HashMap中,key是可以为null的,如果为null,直接返回0。
如果key不为null,先获取key的hashCode,再将hashCode与hashCode本身的高16位异或运算,这样做的目的是为了减少哈希碰撞。
接下来看看putVal方法,首先看看putVal的参数
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict)
- hash:key的hash值
- key:待插入的key
- value:待插入的value
- onlyIfAbsent:当存在重复key时,是否覆盖旧值,false为覆盖,true为不覆盖
- evict:如果为false表示table为创建状态
putVal方法的实现:
/**
* Implements Map.put and related methods
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @param value the value to put
* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
* @param evict if false, the table is in creation mode.
* @return previous value, or null if none
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// 如果table未初始化,调用resize()方法进行初始化
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
// 将hash值和数组长度相与,得到数组下标,如果该下标的值为null,直接创建一个Node放在该下标
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
// 发生hash冲突的情况
else {
Node<K,V> e; K k;
// 第一种,头节点的hash值与待插入的hash值相同,并且key值相同
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
// 第二种,待插入的key与头节点的key不相同,并且该节点是红黑树节点
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
// 第三种,待插入的key与头节点的key不相同,并且该节点是链表节点
else {
// 遍历链表,并统计hash碰撞次数
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
// 如果遍历到结尾,说明没有重复的key,则在结尾插入一个Node
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
// 判断是否需要将链表转为红黑树
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
// 如果链表中存在和待插入的key相同的情况,则退出循环
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
// 如果e不等于null,则说明存在相同的key
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
// onlyIfAbsent等于false,或者oldValue等于null时,覆盖旧值
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
// 判断是否需要扩容
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
5.2 resize()
resize()方法用于初始化和扩容数组。因为JDK1.8引入了红黑树,resize()方法也变得更加复杂,先来看看JDK1.7中resize()方法是怎么实现的。
void resize(int newCapacity) {
Entry[] oldTable = table;
// 当前的数组长度
int oldCapacity = oldTable.length;
// 如果当前数组长度已经到了最大容量(2^30)
if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
// 将阈值修改为int的最大值(2^31 - 1)
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return;
}
// 创建一个新的数组
Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
// 调用transfer方法将旧数组的元素复制到新数组
transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
table = newTable;
// 修改阈值
threshold = (int) Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
}
transfer方法的实现:
void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
// 新数组的容量
int newCapacity = newTable.length;
// 遍历旧数组
for (Entry<K, V> e : table) {
while (null != e) {
Entry<K, V> next = e.next;
// 是否重新计算hash值
if (rehash) {
e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
}
// 根据hash值获取key在新数组的下标
int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
// 使用头插法将节点插入到新数组对应的下标
e.next = newTable[i];
newTable[i] = e;
e = next;
}
}
}
再来看看JDK1.8中resize()方法的实现
final Node<K,V>[] resize() {
// ----------数组扩容部分----------
Node<K,V>[] oldTab = table;
// 旧数组的长度
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
// 旧的扩容阈值
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
// 如果旧数组已经达到最大容量,将阈值修改为int最大值(2^31 - 1),不再扩容
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
// 如果新的数组容量(旧容量的两倍)小于最大容量,并且原数组长度大于等于16
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
// 新阈值为原来的两倍
newThr = oldThr << 1;
}
// 旧数组长度等于0,并且阈值大于0,直接将新数组长度赋值为旧阈值的值
else if (oldThr > 0)
newCap = oldThr;
else { // 旧容量和旧阈值都为0
// 新容量为默认初始容量(16)
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
// 新阈值为默认负载因子(0.75) * 默认初始容量(16) = 12
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
// 如果新的阈值等于0
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
// 如果新的容量小于最大容量,并且新的容量 * 负载因子小于最大容量,则新的阈值等于新的容量 * 负载因子
// 否则新的阈值等于int的最大值(2^32 - 1)
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
// ----------数据迁移部分----------
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
// 遍历旧数组
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node<K,V> e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
// 当前下标只有一个节点,计算该节点在新数组的下标,并将节点放到这个新下标下
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
// 该节点红黑树节点
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
// 链表节点,将链表分为两个链表,其中一个链表在新数组中的下标保持不变,另一个下标将变为原下标+旧数组长度
else {
// 下标不变的链表头节点和尾节点
Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
// 下标需要改变的链表头节点和尾节点
Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
Node<K,V> next;
do {
next = e.next;
// 如果该节点hash值与上旧容量等于0,加入到下标不需要改变的链表中
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
// 否则将节点加入到下标需要改变的链表中
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
// 将两个链表分别放到新数组对应的下标下
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}
}
return newTab;
}
跋尾
本篇内容就到这里了~ 我是Zeus👩🏻🚀来自一个互联网底层组装员,下一篇再见! 📖