Java--Map和HashMap基础
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java--Map和HashMap基础相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一、Map常用方法
1、Map集合在 java.util.Map 包下，Map集合以键值对 key和value 的方式存储数据
key和value都是引用数据类型；都是存储对象的内存地址
2、Map接口中常用方法：
V put(K key, V value) 向Map集合中添加键值对
V get(Object key) 通过key获取value
void clear() 清空Map集合
boolean containsKey(Object key) 判断Map中是否包含某个key
boolean containsValue(Object value) 判断Map中是否包含某个value
boolean isEmpty() 判断Map集合中元素个数是否为0
V remove(Object key) 通过key删除键值对
int size() 获取Map集合中键值对的个数
Collection<V> values() 获取Map集合中所有的value，返回一个Collection
Set<K> keySet() 获取Map集合所有的key（所有的键是一个set集合）
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() 将Map集合转换成Set集合
Map集合通过entrySet()方法转换成的这个Set集合，Set集合中元素的类型是 Map.Entry<K,V>（可以理解为一个对象）；Map.Entry是静态内部类，是Map中的静态内部二、Map集合遍历
Map集合遍历有两种方法
1、通过Set<K> keySet() 方法获取Map集合所有的key，然后通过key获取value
2、通过Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()方法获取泛型对象为 Map.Entry<K,V> 的Set集合，然后使用foreach遍历，每次取出 Map.Entry<K,V> 对象的 key和value
相对来说第二种效率更高一些，直接拿到Map.Entry<K,V> 对象的属性值；而第一种还需要遍历Key获取值，本身就耗时
public static void main(String[] args)
Map<Integer,String> map = new HashMap<>();
map.put(1,"张三");
map.put(2,"李四");
map.put(3,"王二");
System.out.println("1、获取Key集合，通过key获取value");
/**---- 集合遍历 ----*/
/**
* 1、获取Key集合，通过key获取value
* */
Set set = map.keySet();
Iterator<Integer> it = set.iterator();
while (it.hasNext())
Integer key = it.next();
System.out.println("Key:" + key + "；" + "Value:" + map.get(key));
System.out.println("====================================================");
System.out.println("2、拿到map中一个集合对象，遍历对象取出 key-value");
/**
* 2、拿到Map中的Set集合，集合中元素是Map.Entry；遍历Set集合取出Map.Entry对象的 key-value
*
* for each效率较高，直接拿到对象的属性值，不需要通过 下标索引 和 key 去查询
* */
Set<Map.Entry<Integer, String>> set1 = map.entrySet();
for (Map.Entry<Integer, String> map1: set1)
System.out.println("Key:" + map1.getKey() + "；" + "Value:" + map1.getValue());
当然，还有一些其他扩展方法遍历，要看使用场景，相对来说上面两种用法最常见
如 ：
3、在for循环中遍历key或者values，一般适用于只需要map中的key或者value时使用，在性能上比使用entrySet较好
Map <String,String>map = new HashMap<String,String>();
map.put(1, "棕色");
map.put(2, "黄色");
//key
for(String key : map.keySet())
System.out.println(key);
//value
for(String value : map.values())
System.out.println(value);
4、通过Iterator遍历
Iterator<Entry<String, String>> entries = map.entrySet().iterator();
while(entries.hasNext())
Entry<String, String> entry = entries.next();
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key+":"+value);
三、Map集合为何无序不可重复
我们以HashMap集合为例
HashMap集合：
1、HashMap集合底层是哈希表/散列表的数据结构
2、HashMap集合底层的源代码：
public class HashMap
// HashMap底层实际上就是一个数组（一维数组）
Node<K,V>[] table;
// 静态的内部类HashMap.Node
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V>
final int hash; // 哈希值（哈希值是key的hashCode()方法的执行结果；hash值通过哈希函数/算法，可以转换存储成数组的下标）
final K key; // 存储到Map集合中的那个key
V value; // 存储到Map集合中的那个value
Node<K,V> next; // 下一个节点的内存地址。
3、哈希表是一个数组和单向链表的结合体
数组：在查询方面效率很高，随机增删方面效率很低
单向链表：在随机增删方面效率较高，在查询方面效率很低
哈希表将以上的两种数据结构融合在一起，充分发挥它们各自的优点
同一个单向链表上所有节点的hash相同，因为他们的数组下标是一样的；但同一个链表上k和k的equals方法肯定都不相等，返回false
（1）map.put(k,v) 实现原理：
先将k，v封装到Node对象当中
底层会调用k的hashCod( )方法得出hash值，然后通过哈希函数/哈希算法，将hash值转换成
数组的下标，下标位置上如果没有任何元素，就把Node添加到这个位置上
如果说下标对应的位置上有链表，此时会拿着 k 和链表上每一个节点中的 k 进行equals()比较
如果所有的equals方法返回的都是false ，那么这个新节点 Node 将会被添加到链表的末尾
如果其中有一个 k 的 equal返回了true，那么这个节点的value将会被覆盖
（2）v = map.get(k) 实现原理：
先调用k的hashCode0方法得出哈希hash值，通过哈希算法转换成数组下标，通过数组下标快
速定位到某个位置上
如果这个位置上什么也没有，返回null
如果这个位置上有单向链表，那么会拿着参数 k 和单向链表上的 每个节点中的k进行equals
如果所有equals方法返回 false，那么get方法返回null
只要其中有一个节点的 k 和参数k equals的时候返回true ，那么此时这个节点的 value就是要
找的value ，get方法最终返回这个要找的value
4、HashMap集合的key部分特点： 无序，不可重复
（1）无序：
不确定挂到哪一个单向链表
（2）不可重复：
equals方法来保证HashMap集合的key不可重复。 如果key重复了，value会覆盖。 放在HashMap集合key部分的元素其实就是放到HashSet集合中了（所以HashSet集合中的元素也需要同时重写hashCode() + equals()方法）
/** Map存储元素特点：无序不可重复 */
// Integer是key，它的hashCode和equals都重写了。
Map<Integer,String> map = new HashMap<>();
map.put(11, "str11");
map.put(22, "str22");
map.put(33, "str33");
map.put(44, "str44");
map.put(55, "str55");
map.put(66, "str66");
map.put(66, "str86");//key重复的时候value会自动覆盖。
System.out.println(map.size()); // 6
// 遍历Map集合
Set<Map.Entry<Integer,String>> set = map.entrySet();
for(Map.Entry<Integer,String> entry : set)
// 验证结果：HashMap集合key部分元素：无序不可重复。
System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
/*
33=str33
66=str86
22=str22
55=str55
11=str11
44=str44
* */
5、散列分布均匀OR不均匀
（1）散列分布均匀
假设有100个元素，10个单向链表，那么每个单向链表上有10个节点，这是最好的情况， 是散列分布均匀的
（2）散列分布不均匀
假设将所有的hashCode()方法返回值固定为某个值，导致底层哈希表变成了 纯单向链表。这种情况我们成为：散列分布不均匀。
假设将所有的hashCode()方法返回值都设定为不一样的值，导致底层哈希表就成为一维数组了，没有链表的概念了， 也是散列分布不均匀
6、HashMap集合的默认初始化容量是16，默认加载因子是0.75 这个默认加载因子是当HashMap集合底层数组的容量达到75%的时候，数组开始扩容。 HashMap集合初始化容量必须是2的倍数，这也是官方推荐的， 这是因为达到散列均匀，为了提高HashMap集合的存取效率
/**
* The default initial capacity - MUST be a power of two.
*/
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
/**
* The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified
* by either of the constructors with arguments.
* MUST be a power of two <= 1<<30.
*/
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
/**
* The load factor used when none specified in constructor.
*/
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;综上：
放在HashMap集合key部分的元素，以及放在HashSet集合中的元素，需要同时重写hashCode()和equals()方法
四、HashMap重写equals()和hashCode()方法
Java中对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的：
（1）如果两个对象相同（equals方法返回true，比较对象内容完全相同），那么它们的hashCode值一定要相同
（2）如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同
关于“==”和 equals（）方法可参考
Java--“==”和 equals（）方法_MinggeQingchun的博客-CSDN博客
因此，equals 方法被覆盖/重写过，则 hashCode 方法也必须被覆盖/重写
测试如下，创建一个People类（只重写equals()方法），一个Person类（equals()和hashCode()方法都重写）
public class People
private String name;
public People()
public People(String name)
this.name = name;
public String getName()
return name;
public void setName(String name)
this.name = name;
@Override
//比较内容是否相等
public boolean equals(Object obj)
if (obj == null || !(obj instanceof People)) return false;
if (this == obj) return true;
People people = (People) obj;
return (this.name.equals(people.name));
Person类
import java.util.Objects;
public class Person
private String name;
public Person()
public Person(String name)
this.name = name;
public String getName()
return name;
public void setName(String name)
this.name = name;
/**
* 比较名字相同
* */
@Override
public boolean equals(Object o)
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Person person = (Person) o;
return name.equals(person.name);
@Override
public int hashCode()
return Objects.hash(name);
测试代码如下，且注释后都给出了控制台上的输出结果
public static void main(String[] args)
/** People只重写了 equals()方法 */
People people1 = new People("张三");
People people2 = new People("张三");
/**
* 未重写 equals()方法 之前，调用根类 Object的equals()方法，
* public boolean equals(Object obj)
* return (this == obj);
*
* 此时 “==”双等号 比较的是内存地址是否相等，new 两个对象，内存地址不同
*
* 重写 equals()方法 之后，比较的是内容是否相等
* */
System.out.println("people1和people2是否相等：" + people1.equals(people2));//true
System.out.println("people1的hashCode：" + people1.hashCode());//460141958
System.out.println("people2的hashCode：" + people2.hashCode());//1163157884
Set<People> peopleSet = new HashSet<>();
peopleSet.add(people1);
peopleSet.add(people2);
System.out.println("peopleSet元素个数：" + peopleSet.size());//2
System.out.println("======================================");
/** Person重写了 equals() 和 hashCode()方法 */
Person person1 = new Person("李四");
Person person2 = new Person("李四");
System.out.println("person1和person2是否相等：" + person1.equals(person2));//true
System.out.println("person1的hashCode：" + person1.hashCode());//842092
System.out.println("person2的hashCode：" + person2.hashCode());//842092
Set<Person> personSet = new HashSet<>();
personSet.add(person1);
personSet.add(person2);
System.out.println("personSet元素个数：" + personSet.size());//1
我们会发现People类只重写equals()方法没有重写hashCode()方法，导致Set集合中存放了两个元素，Person类既重写equals()方法又重写hashCode()方法，Set集合中只能存放一个值，认为person1和person2相等，hashCode也是相等的
1、hashCode()介绍
hashCode() 的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode() 定义在JDK的Object.java中，这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode()函数
2、hashCode作用
以“HashSet 如何检查重复”为例
当你把对象加入 HashSet 时，HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来判断对象加入的位 置，同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较，如果没有相符的hashcode， HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashcode 值的对象，这时会调用equals()方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同，HashSet 就不会让 其加入操作成功。如果不同的话，就会重新散列到其他位置。（摘自我的Java启蒙书《Head first java》第二版）。这样就大大减少了 equals 的次数，相应就大大提高了执行速度
3、向Map集合中存，以及从Map集合中取，都是先调用key的hashCode方法，然后再调用equals方法！ equals方法有可能调用，也有可能不调用
（1）put(k,v)
k.hashCode()方法返回哈希值，哈希值经过哈希算法转换成数组下标。数组下标位置上如果是null，equals不需要执行。
（2）get(k)
k.hashCode()方法返回哈希值，哈希值经过哈希算法转换成数组下标。数组下标位置上如果是null，equals不需要执行。
4、对于哈希表数据结构来说：
（1）如果o1和o2的hash值相同，一定是放到同一个单向链表上
（2）如果o1和o2的hash值不同，但由于哈希算法执行结束之后转换的数组下标可能相同（“哈希碰撞”）
五、HashMap的key和value都能为null
HashMap的key和value都允许为null
HashMap集合的key 为null值只能有一个，之后的会覆盖
Hashtable的key和value都是不能为null的
public static void main(String[] args)
Map map = new HashMap();
// HashMap集合允许key为null
map.put(null, null);
System.out.println(map.size()); // 1
// key重复的话value是覆盖！
map.put(null, 100);
System.out.println(map.size()); //1
// 通过key获取value
System.out.println(map.get(null)); // 100
六、Hash碰撞
如果两个不同的元素，通过哈希函数得出的实际存储地址相同；也就是说，当我们对某个元素进行哈希运算，得到一个存储地址，然后要进行插入的时候，发现已经被其他元素占用了，其实这就是所谓的哈希冲突，也叫哈希碰撞。（HashMap 通常会用一个指针数组（ table[]）来做分散所有的 key，当一个 key 被加入时，会通过 Hash 算法通过 key 算出这个数组的下标 i，然后就把这个 插到 table[i] 中，如果有两个不同的 key 被算在了同一个 i，那么就叫冲突，又叫碰撞，这样会在 table[i] 上形成一个链表）
散列表要解决的一个问题就是散列值的冲突问题，哈希冲突的解决方案有 4 种：
（1）开放定址法
开放定址法就是一旦发生了冲突，就去寻找下一块空的未被占用的散列地址，只要散列表足够大，
空的散列地址总能找到，并将记录存入。
（2）链地址法（拉链法）
将哈希表的每个单元作为链表的头结点，所有哈希地址为i的元素构成一个同义词链表。即发生冲
突时就把该关键字链在以该单元为头结点的链表的尾部。（将相同hash值的对象组织成一个链表放在hash值对应的槽位）
（3）再哈希法
当哈希地址发生冲突用其他的函数计算另一个哈希函数地址，直到冲突不再产生为止。
（4）建立公共溢出区
将哈希表分为基本表和溢出表两部分，发生冲突的元素都放入溢出表中。
而HashMap即是采用了链地址法，也就是数组+链表的方式。
在Java 8 之前，HashMap和其他基于map的类都是通过链地址法解决冲突，它们使用单向链表来存储相同索引值的元素。
在Java 8中使用常量TREEIFY_THRESHOLD来控制是否切换到平衡树来存储。目前，这个常量值是8，这意味着当有超过8个元素的索引一样时，HashMap会使用树来存储它们。
https://blog.csdn.net/MinggeQingchun/article/details/118337114
以上是关于Java--Map和HashMap基础的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章