手写HashMap

Posted 2021-04-24 WilliamIT

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今日学习： 

1、了解jdk1.8版的HashMap原理 

2、手写jdk1.8版之前的HashMap

前言

   好几天没有更了，前几天去外面旅游了几天，就没更新简书。趁今天有点时间就撸个简单的hashmap吧。

    jdk 1.8版本之后的java中HashMap是数组+链表+红黑树实现的。在链表长度<8的时候都是一样的，当链表长度到达8时，该链表会转换成红黑树来存储节点。我个人感觉这位兄台的代码解析写的很棒，揭秘 HashMap 实现原理（Java 8）（http://www.cnblogs.com/yangming1996/p/7997468.html）.

    jdk 1.8之前就是没有红黑树的拉，也就是今天要手写的HashMap。

手撸

• 节点的基类接口

public interface BaseEntry <K,V>{    public K getKey();//获取键
    public V getValue();//获取值}

    实际上没啥东西就是把两个重要的方法提取了出来。

• HashMap的基类接口

public interface BaseMap<K,V> {    //存
    public V put(K k, V v) ;    //取
    public V get(K k);
}

    把HashMap中最重要的两个方法提取出来，一个添加，一个通过key得到value。

• Entry类

public class Entry<K, V> implements BaseEntry<K, V> {
   K k;
   V v;
   Entry<K, V> next;   public Entry(K k, V v, Entry<K, V> next) {       this.k = k;       this.v = v;       this.next = next;
   }   @Override
   public K getKey() {       return k;
   }   @Override
   public V getValue() {       return v;
   }
}

    HashMap是通过数组+链表，所以这边的节点是链表中的节点，存在next指向下一个节点。

• HashMap类
  public class MyHashMap<K, V> implements BaseMap<K, V>

• 属性

   private int defaultLength = 16;//默认长度
   private double defaultAddFactor = 0.75;//默认负载因子
   private double useSize;//使用数组位置的数量
   private Entry<K, V>[] table;//数组

• 构造方法

    public MyHashMap() {        this(16, 0.75);
    }    public MyHashMap(int defaultLength, double defaultAddFactor) {        if (defaultLength < 0) {            throw new IllegalArgumentException("数组异常");
        }        if (defaultAddFactor <= 0 || Double.isNaN(defaultAddFactor)) {            throw new IllegalArgumentException("因子异常");
        }        this.defaultLength = defaultLength;        this.defaultAddFactor = defaultAddFactor;
        table = new Entry[defaultLength];
    }

    定义了两个构造方法，一个默认使用基本长度和负载因子。一个可自定义长度和负载因子。

• 计算hashCode

    /**     * 使用每个object的hashCode计算hashCode     * @param hashCode     * @return  hashCode     */
    private int hash(int hashCode) {
        hashCode = hashCode ^ ((hashCode >>> 20) ^ (hashCode >>> 12));        return hashCode ^ ((hashCode >>> 7) ^ hashCode >>> 4);
    }

• 根据hashcode取模计算下标

/**     * 获取保存位置的数组下标     *     * @param k     * @param length     * @return     */
    private int getIndex(K k, int length) {        int m = length - 1;        int index = hash(k.hashCode()) & m;//取模
        return index >= 0 ? index : -index;
    }

    每个key得到对应的HashCode 与长度取模，得到下标。

• put（重要）

/**     * 存     *     * @param k     * @param v     * @return     */
    @Override
    public V put(K k, V v) {        if (useSize > defaultAddFactor * defaultLength) {            //扩容
            dilatation();
        }        //计算出下标
        int index = getIndex(k, table.length);
        Entry<K, V> entry = table[index];
        Entry<K, V> newEntry = new Entry<>(k, v, null);        if (entry == null) {
            table[index] = newEntry;
            useSize++;//table中有位置被占
        } else {
            Entry<K, V> t = entry;            if (t.getKey() == k || (t.getKey() != null && t.getKey().equals(k))) {//相同key 对应修改当前value
                t.v = v;
            } else {                while (t.next != null) {                    if (t.next.getKey() == k || (t.next.getKey() != null && t.next.getKey().equals(k))) {//相同key 对应修改当前value
                        t.next.v = v;                        break;
                    } else {
                        t = t.next;
                    }
                }                if (t.next == null) {
                    t.next = newEntry;
                }
            }
        }        return newEntry.getValue();
    }

    将得到的数据创建节点对象，计算出hashcode，得到对应下标，在对应数组的下标内，如果对应数组下标为null，直接将新的节点放入；反之，从链表头部开始遍历，如果存在相同key，说明是覆盖原来的值，反之将新节点插入链的尾部。

• get(重要)

/**     * 取值     *     * @param k     * @return     */
    @Override
    public V get(K k) {        int index = getIndex(k, table.length);
        Entry<K, V> entry = table[index];        if (entry == null) {            throw new NullPointerException();
        }        while (entry != null) {            if (k == entry.getKey() || k.equals(entry.getKey())) {                return entry.v;
            } else {
                entry = entry.next;
            }
        }        return null;
    }

    得到下标，剩下的就是链表找值的问题。

• 扩容方法

 /**     * 扩容     */
    private void dilatation() {
        Entry<K, V>[] newTable = new Entry[defaultLength * 2];        List<Entry<K, V>> list = new ArrayList<>();        for (int i = 0; i < table.length; i++) {            if (table[i] == null)                continue;            //遍历链表 添加到list
            Entry<K, V> entry = table[i];            while (entry != null) {                list.add(entry);
                entry = entry.next;
            }
        }        if (list.size() > 0) {
            useSize = 0;
            defaultLength = defaultLength * 2;
            table = newTable;            for (Entry<K, V> entry : list) {                //分离所有的entry
                if (entry.next != null) {
                    entry.next = null;
                }
                put(entry.getKey(), entry.getValue());
            }
        }
    }

    当数组使用的长度大于数组长度*负载因子，就需要扩容。
如何扩容呢?
1、得到所有的节点
2、重新put进入数组

    今天的分享就到此为止了，希望能满意，如果有任何问题或者建议可以留言哦，我会及时回复，谢谢。