HashMap与Hashtable的分析

Posted 2021-12-02 wshemin

HashTable与HashMap概念

基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。（除了不同步和允许使用 null 之外，HashMap 类与 Hashtable 大致相同。）此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。另外，HashMap是非线程安全的，也就是说在多线程的环境下，可能会存在问题，而Hashtable是线程安全的。

我们先来说HashTable  它的底层是用数据+链表实现的，无论key还是value都不能为null，线程安全，实现线程安全的方式是在修改数据时锁住整个HashTable，效率低。

 

 HashTable

1、基本方法实现

 

        //创建一个HashTable实例
        Hashtable<Integer, Object> ht=new Hashtable<>();
        
        //key键是唯一的、value可以重复
        ht.put(1, "A");
        ht.put(2, "B");
        ht.put(3, "C");
        ht.put(4, "D");
        
        if(ht.contains("C")) {
            //判断哈希表表中是否包含特定律、返回值是true或者false
        }
        
        //移除一个key或者值
        ht.remove("C");
        
        //移除所有元素
        ht.clear();

 

 

2、排序方式

　Hashtable ht = new Hashtable();
　　ht.Add("a", 5);
　　ht.Add("b", 22);
　　ht.Add("c", 16);

 

2.1   使用 ArrayList 数组排序 

ArrayList al = new ArrayList(ht.Keys);
　　al.Sort();
　　1）按键升序输出
　　for(int i = 0; i < al.Count; i++)
        Response.Write("键：" + al[i] + " 的值为：" + ht[al[i]].ToString() + "<br />");
　　输出结果：
　　键：a 的值为：5
　　键：b 的值为：22
　　键：c 的值为：16
 
　　2）按键降序输出
　　for(int i = al.Count - 1; i >= 0; i--)
        Response.Write("键：" + al[i] + " 的值为：" + ht[al[i]].ToString() + "<br />");
　　输出结果：
　　键：c 的值为：16
　　键：b 的值为：22
　　键：a 的值为：5

 

2.2  使用 Array 数组按值排序

string[] arrKey = new string[ht.Count];//暂存 Hashtable 的键
　　int[] arrValue = new int[ht.Count];//暂存 Hashtable 的值
　　ht.Keys.CopyTo(arrKey, 0);
　　ht.Values.CopyTo(arrValue, 0);
　　Array.Sort(arrValue, arrKey);//按 HashTable 的值排序
　　for(int i = 0; i < arrKey.Length; i++)
        Response.Write("键：" + arrKey[i].ToString() + " 的值为：" + arrValue[i].ToString() + "<br />");
　　输出结果：
　　键：a 的值为：5
　　键：c 的值为：16
　　键：b 的值为：22

 

2.3  使用 DataTable 按键或值排序

 

DataTable dt = new DataTable();
　　dt.Columns.Add("htKey", typeof(string));
　　dt.Columns.Add("htValue", typeof(int));
　　IDictionaryEnumerator ide = ht.GetEnumerator();
　　while (ide.MoveNext())
　　{
        DataRow dr = dt.NewRow();
        dr["htKey"] = ide.Key.ToString();
        dr["htValue"] = ide.Value.ToString();
        dt.Rows.Add(dr);
　　}
　　DataView dv = dt.DefaultView;
　　dv.Sort = "htValue Desc";//此处是按值降序排列
　　DataTable dt1 = dv.ToTable();
　　for (int i = 0; i < dt1.Rows.Count; i++)
        Response.Write("键：" + dt1.Rows[i]["htKey"].ToString() + " 的值为：" + dt1.Rows[i]["htValue"].ToString() + "<br/>");
　　输出结果：
　　键：b 的值为：22
　　键：c 的值为：16
　　键：a 的值为：5

 

 

3、增长因子

• 初始size为11，扩容：newsize = olesize*2+1
• 计算index的方法：index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length

 

HashMap

 

1、map 键值对   json格式  根据你的键名来获取对应的值

Map<String,Object> m=new HashMap<>();
        m.put("zh", "中国");
        m.put("en", "英国");
        m.put("jp", "日本");
        m.put("mg", "美国");
        if(!m.containsKey("zh")) {
            m.put("zh", "大中国");            
        }
        
        //排序    是按照值的第一个字母来   A-Z   排序
        System.out.println(m);
        
        //1、重复的key会有什么样子的问题
        //key相同则覆盖value值、以最后一个加入进去的值为真
        
        //2、如果值相同  而key不同 又会成为什么？
        //值相同、而键不同    则创建两个
        //键值对关系    只和键挂钩   而和值无关

 

 

2、map集合的遍历方式

 

Map<Integer,Object> m=new HashMap<>();
        //避免出现重复的值
        
        for(int i=0;i<10;i++) {
            if(!m.containsKey(i)) {
                m.put(i, "z"+i);
            }
        }
        
        System.out.println(m.get(0));
        
        for(Integer i:m.keySet()) {
            System.out.println(i);
        }
        
        
        for(Object o:m.values()) {
            System.out.println(o);
        }

 

2.1  HashMap的主干是一个Entry数组。Entry是HashMap的基本组成单元，每一个Entry包含一个key-value键值对。

 

for(Entry<Integer, Object>  emp:m.entrySet()) {
            System.out.println("key:"+emp.getKey()+"value:"+emp.getValue());
        }

 

//Entry输出
key:0value:z0
key:1value:z1
key:2value:z2
key:3value:z3
key:4value:z4
key:5value:z5
key:6value:z6
key:7value:z7
key:8value:z8
key:9value:z9

//普通输出
{0=z0, 1=z1, 2=z2, 3=z3, 4=z4, 5=z5, 6=z6, 7=z7, 8=z8, 9=z9}

 

 

3、  HashMap的初始值还要考虑加载因子

 

• 哈希冲突：若干Key的哈希值按数组大小取模后，如果落在同一个数组下标上，将组成一条Entry链，对Key的查找需要遍历Entry链上的每个元素执行equals()比较。
• 加载因子：为了降低哈希冲突的概率，默认当HashMap中的键值对达到数组大小的75%时，即会触发扩容。因此，如果预估容量是100，即需要设定100/0.75＝134的数组大小。
• 空间换时间：如果希望加快Key查找的时间，还可以进一步降低加载因子，加大初始大小，以降低哈希冲突的概率。

 

 

总结一下：

1. HashMap和Hashtable都是用hash算法来决定其元素的存储，因此HashMap和Hashtable的hash表包含如下属性
2. 容量（capacity）：hash表中桶的数量
3. 初始化容量（initial capacity）：创建hash表时桶的数量，HashMap允许在构造器中指定初始化容量
4. 尺寸（size）：当前hash表中记录的数量
5. 负载因子（load factor）：负载因子等于“size/capacity”。负载因子为0，表示空的hash表，0.5表示半满的散列表，依此类推。轻负载的散列表具有冲突少、适宜插入与查询的特点（但是使用Iterator迭代元素时比较慢）
6. 除此之外，hash表里还有一个“负载极限”，“负载极限”是一个0～1的数值，“负载极限”决定了hash表的最大填满程度。当hash表中的负载因子达到指定的“负载极限”时，hash表会自动成倍地增加容量（桶的数量），并将原有的对象重新分配，放入新的桶内，这称为rehashing。
7. HashMap和Hashtable的构造器允许指定一个负载极限，HashMap和Hashtable默认的“负载极限”为0.75，这表明当该hash表的3/4已经被填满时，hash表会发生rehashing。