Java_JDK_HashMap, HashTable, ConcurrentTable比较

Posted 2020-07-23 江湖小妞

（一）TreeMap

TreeMap使用的是红黑树来实现的，所以重点是红黑树的插入和删除。

红黑树的3个特性：

• 根节点和所有外部节点的颜色都是黑色的；
• 从根节点到外部节点的途中没有连续两个节点的颜色是红色；
• 所有从根节点到外部节点的路径上都有相同数目的黑色节点。

下面来分析删除操作：

删除其实是非常麻烦的一个操作，但是这里Java并不是直接删除节点，而是找到一个最方便删除的节点替换至要删除的节点，然后删除即可。

什么意思呢？

简而言之，删除操作共分三种情况：

• 要删除的节点p是根叶子节点：
  • 根据特性1，我们知道所有外部节点都是黑色的，故p一定是黑色的。但是这样冒然删去p一定会导致某条路径上少一个黑色节点，所以需要进行红黑调整；
• 要删除的节点p的左孩子或者右孩子中有一个是空的：
  • 这种情况也很简单，直接修改指针删除p就可以了；
  • 同样，如果删除的p是黑色的也要进行红黑调整；
• 要删除的节点p的左孩子和右孩子都不为空：
  • 这时需要找到p的前驱，即左孩子的最右边或者右孩子的最左边；
  • 然后将找到的前驱节点替换p，然后删除其前驱节点就OK啦～

在java中，删除主要分两个部分，一个是找到要删除的节点，是由deleteEntry(Entry<K, V> p)函数实现的；一个是调整颜色，是由fixAfterDeletion(Entry<K, V> x)实现的。

下面分别进行分析：

（1）deleteEntry函数：这里就是将上面三种情况考虑好，然后找到要删除的节点进行删除，中间调用了fixAfterDeletion函数。

 /**
     * Delete node p, and then rebalance the tree.
     */
    private void deleteEntry(Entry<K,V> p) {
        modCount++;
        size--;

        // If strictly internal, copy successor‘s element to p and then make p
        // point to successor.
        if (p.left != null && p.right != null) { //如果左右子树都不为空，则找到p的前驱（右子树的最左节点或者左子树的最右节点）s，然后用s来代替p，p指向s，则最终删除s即可。
            Entry<K,V> s = successor(p);
            p.key = s.key;
            p.value = s.value;
            p = s;
        } // p has 2 children

        // Start fixup at replacement node, if it exists.
　　　//如果上一个if不满足，则说明至少有一个子树时空的，另replacement指向不空的那个子树的根节点，直接删除p即可
        Entry<K,V> replacement = (p.left != null ? p.left : p.right);

        if (replacement != null) {
            // Link replacement to parent
            replacement.parent = p.parent;
            if (p.parent == null)
                root = replacement;
            else if (p == p.parent.left)
                p.parent.left  = replacement;
            else
                p.parent.right = replacement;

            // Null out links so they are OK to use by fixAfterDeletion.
            p.left = p.right = p.parent = null;

            // Fix replacement，删除p之后，需要保持红黑树的特性，所以要调节他们的颜色
            if (p.color == BLACK)
                fixAfterDeletion(replacement);
        } else if (p.parent == null) { // return if we are the only node.
            root = null;
        } else { //  No children. Use self as phantom replacement and unlink. 
                    //  p为叶子节点，可以直接删除，但如果是黑色节点需要调整
            if (p.color == BLACK)
                fixAfterDeletion(p);

            if (p.parent != null) {
                if (p == p.parent.left)
                    p.parent.left = null;
                else if (p == p.parent.right)
                    p.parent.right = null;
                p.parent = null;
            }
        }
    }        

 

 

 （2）fixAfterDeletion()函数：