betacode

Руководство Java HashMap

1- HashMap

HashMap<K,V> - это класс в Java коллекции интерфейсов и классов (Java Collection Framework), который реализует  interface​​​​​​​ Map<K,V>. HashMap полностью поддерживает все функции, указанные в interface Map, включая дополнительные функции.
HashMap позволяет хранить пары ключей и значений (key & value). Ключи не могут быть продублированы.
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
                      implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
Характеристики HashMap:
  • HashMap содержит пары ключей и значений.
  • Он может иметь один null ключ и несколько null значений.
  • HashMap не поддерживает порядок ключей.
  • Он работает на основе техники хеширования (hashing technique). (См. более подробное объяснение этой техники ниже).
Давайте рассмотрим этот простой пример, используя HashMap для имитации телефонной книги, в которой номер телефона является ключом (key), а имя владельца - значением (value). Ключи никогда не дублируются.
HashMapEx1.java
package org.o7planning.hashmap.ex;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
 
public class HashMapEx1 {
 
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> phonebook = new HashMap<String, String>();
 
        phonebook.put("01000005", "Tom");
        phonebook.put("01000002", "Jerry");
        phonebook.put("01000003", "Tom");
        phonebook.put("01000004", "Donald");
        
        Set<String> phoneNumbers = phonebook.keySet();
 
        for (String phoneNumber : phoneNumbers) {
            String name = phonebook.get(phoneNumber);
            
            System.out.println("Phone Number: " + phoneNumber + " ==> Name: " + name);
        }
    }
}
Output:
Phone Number: 01000004 ==> Name: Donald
Phone Number: 01000003 ==> Name: Tom
Phone Number: 01000005 ==> Name: Tom
Phone Number: 01000002 ==> Name: Jerry
В основном все функции HashMap соответствуют спецификации interface Map, поэтому вы можете прочитать следующую статью о Map, чтобы узнать больше о том, как использовать HashMap:
См. Также: Класс WeakHashMap - это вариант, экономящий память класса HashMap. Сопоставления, которые на самом деле не нужны, автоматически удаляются Java Garbage Collector (сборщиком мусора Java)

2- Как работает HashMap?

Разработчики Java использовали метод хеширования (hashing technique) для класса HashMap для хранения данных и повышения его производительности. Теперь давайте посмотрим, как эта техника используется в HashMap. Мы в основном анализируем,что происходит, когда мы вызываем эти методы: HashMap.put(K,V), HashMap.get(K) и HashMap.remove(key).
HashMap<K,V> управляет массивом объектов Node<K,V>, которые будут заменены другим более крупным массивом, если всем его элементам были присвоены значения.
static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
Класс Node<K,V> состоит из 4 полей (field). Поле next - это ссылка на следующий объект Node. Это может быть не следующий элемент в массиве.
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    int hashcode;
    K key;
    V value;
    Node<K,V> next;
}
HashMap гарантирует, что те Node, которые имеют один и тот же hashcode (хэш-код), будут иметь последовательные ссылки. Это помогает ему быстро найти все Node с одним и тем же указанным hashcode.

HashMap.put(key,value)

При вызове метода HashMap.put(key,value), HashMap будет искать Node с условием node.hashcode == hash(key). Если совпадение не найдено, массиву будет назначен новый объект Node. (См. рисунок ниже)
В противном случае HashMap быстро идентифицирует те последовательные Node, которые удовлетворяют условию node.hashcode == hash(key), и значительно сужает область поиска Node по key.
  • Если Node, соответствующий key, найден, то Node.value будет присвоено новое значение.
  • В противном случае создается новый объект Node и присваивается массиву (см. рисунок ниже).

HashMap.get(key)

При вызове метода HashMap.get(key), HashMap быстро идентифицирует последовательные Node, удовлетворяющие условию node.hashcode == hash(key), что значительно сужает область поиска Node по key. Затем он ищет Node по key и возвращает node.value, если он найден, в противном случае он возвращает null.

HashMap.remove(key)

Вывод: Метод Object.hashcode() возвращает hashcode (хэш-код) объекта, который по умолчанию генерируется JVM и редко дублируется. Подклассы класса Object могут переопределить (override) этот метод, чтобы вернуть пользовательский hashcode .
HashMap использует технику хеширования (hashing technique) для улучшения своей производительности, потому что сравнение 2 чисел всегда быстрее, чем сравнение 2 объектов.
Maybe you are interested

Это онлайн курс вне вебсайта o7planning, который мы представляем, он включает бесплатные курсы или курсы со скидкой.