Java之 Hashtable

Posted 2020-10-10 虚幻黑洞

Hashtable是Java中键值对数据结构的实现。您可以使用“键”存储和检索“值”，它是存储值的标识符。显然“关键”应该是独一无二的。

java.util.Hashtable扩展Dictionary并实现Map。具有非空值的对象可以用作键或值。Hashtable的密钥必须实现hashcode（）和equals（）方法。在这篇文章的最后，你会发现这个条件背后的原因。

通常，使用空构造函数 Hashtable（）创建Java中的Hashtable。这是一个糟糕的决定，而且经常重复的错误。Hashtable有两个其他构造函数

Hashtable（int initialCapacity）（int initialCapacity ）

和

Hashtable（int initialCapacity，float loadFactor）（int initialCapacity ，float loadFactor ）

。初始容量是在Hashtable实例化时创建的桶数。桶的逻辑空间存储的哈希表。

哈希和哈希表

在查看java的Hashtable之前，你应该明白一般的哈希。假设v是要存储的值，k是用于存储/检索的密钥，则h是在表的h（k）处存储v的哈希函数。要获取值计算h（k），以便您可以直接获取v的位置。因此，在键值对表中，您不需要顺序扫描键以识别值。

h（k）是散列函数，它用于找到存储对应值的位置v。h（k）不能计算到不确定空间。分配给Hashtable的存储在程序中受到限制。因此，散列函数h（k）应该返回该分配频谱（逻辑地址空间）内的一个数字。

在Java中进行散列

Java的散列使用从键和值对象使用hashCode（）方法进行计算。以下是来自Hashtable的核心代码，其中计算了hashCode‘h‘。你可以看到key和value的hashCode（）方法被调用。

h += e.key.hashCode() ^ e.value.hashCode();
  += e.key.hashCode() ^ e.value.hashCode();

 

最好在您的自定义对象中使用hashCode（）方法。String具有自己的hashCode方法，它计算hashcode值如下：

s[0]*31^(n-1) 
    + s[1]*31^(n-2) 
    + ... 
    + s[n-1][0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) 
　　+ ... 
    + s[n-1]   

 

如果没有hashCode（）方法，那么它是从Object类派生的。以下是来自Object类的hashCode（）方法的javadoc注释：

返回对象的哈希码值。支持这种方法是为了哈希表的好处，如java.util.Hashtable提供的那些。

如果要编写一个自定义的hashCode（），那么请遵循以下合同：

hashCode的一般契约是：无论何时在执行Java应用程序时多次在同一对象上调用该对象，hashCode方法必须始终返回相同的整数，前提是在对象上的equals比较中没有使用任何信息被修改。

以下是提高Hashtable的性能。

如果两个对象根据equals（Object）方法相等，那么在两个对象中的每个对象上调用hashCode方法必须产生相同的整数结果。

hashCode（）通过使用对象的内部地址来保证不同的整数。

碰撞在Hashtable

当我们尝试在分配的地址范围限制范围内限制散列函数的输出时，有可能发生冲突。对于两个不同的键k1和k2，如果我们有h（k1）= h（k2），那么这就是哈希表中的碰撞。这是什么意思，我们的散列函数指示我们在同一位置存储两个不同的值（键也不同）。

当碰撞时，有多种方法可以解决它。命名几个哈希表冲突解决技术，“单独链接”，“开放寻址”，“罗宾盖哈希”，“布谷鸟哈希”等。Java的哈希表使用“分离链接”来在Hashtable中进行冲突解决。

在Java的Hashtable中的碰撞解决方案

Java使用单独的链接进行冲突解决。回想一下，Hashtable将元素存储在存储桶中。在单独链接中，每个桶将存储对链表的引用。现在假设你已经存储了一个元素在桶1中。这意味着，在第1桶中，您将有一个链表的引用，在该链表中，您将有两个单元格。在这两个单元格中，您将具有键及其相应的值。

为什么要存储密钥？因为当有冲突时，即当两个键产生相同的哈希码并指向相同的存储桶（假设存储桶1）时，您也要将第二个元素存储在同一个存储桶中。将此第二个元素添加到已创建的链接列表作为相邻元素。

现在，当您检索到一个值时，它将计算哈希码并将其引导到具有两个元素的存储桶。您可以顺序扫描这两个元素，并使用它们的equals（）方法比较键。当关键数学你得到相应的值。希望你有理由背后的条件，你的对象必须有hashCode（）和equals（）方法。

Java在Hashtable中有一个私有静态类Entry。它是一个列表的实现，你可以看到，它存储的关键和价值。

哈希表演

要从您的Java Hashtable获得更好的性能，您需要
使用initialCapacity和loadFactor参数
2）
在实例化Hashtable时明智地使用它们。

initialCapacitiy是在Hashtable实例化时创建的桶数。桶的数量和碰撞的概率是相反的。如果您需要更多的桶数，则碰撞的可能性较小。

例如，如果要存储10个元素，并且如果要将initialCapacity设置为100，那么您将拥有100个桶。您将计算hashCoe（）只有10次，频谱为100个桶。碰撞的可能性非常少。

但是，如果要将Hashtable的initialCapacity提供为10，则碰撞的可能性非常大。loadFactor决定何时自动增加Hashtable的大小。initialCapacity的默认大小为11，loadFactor为.75如果Hashtable的大小为3/4，则Hashtable的大小将增加。

Java Hashtable中的新容量计算如下：

	int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1;int newCapacity = oldCapacity * 2 + 1 ;

如果您提供较小的容量和加载因子，并且通常会执行rehash（），这会导致性能问题。因此，为了在Java中实现Hashtable的高效性能，在实例化时，将initialCapacity作为您需要的25％，loadFactor为0.75。