• How java implements HashMap


    1. How java implements HashMap

    HashMap Custom implementation in java - How HashMap works internally with diagrams and full program

    http://www.javamadesoeasy.com/2015/02/hashmap-custom-implementation.html

    2. HashMap interview question

    17.在Java中,HashMap是如何工作的?

        HashMap在Map.Entry静态内部类实现中存储key-value对。HashMap使用哈希算法,在put和get方法中,它使用hashCode()和equals()方法。当我们通过传递key-value对调用put方法的时候,HashMap使用Key hashCode()和哈希算法来找出存储key-value对的索引。Entry存储在LinkedList中,所以如果存在entry,它使用equals()方法来检查传递的key是否已经存在,如果存在,它会覆盖value,如果不存在,它会创建一个新的entry然后保存。当我们通过传递key调用get方法时,它再次使用hashCode()来找到数组中的索引,然后使用equals()方法找出正确的Entry,然后返回它的值。下面的图片解释了详细内容。

        其它关于HashMap比较重要的问题是容量、负荷系数和阀值调整。HashMap默认的初始容量是32,负荷系数是0.75。阀值是为负荷系数乘以容量,无论何时我们尝试添加一个entry,如果map的大小比阀值大的时候,HashMap会对map的内容进行重新哈希,且使用更大的容量。容量总是2的幂,所以如果你知道你需要存储大量的key-value对,比如缓存从数据库里面拉取的数据,使用正确的容量和负荷系数对HashMap进行初始化是个不错的做法。

    18.hashCode()和equals()方法有何重要性?

        HashMap使用Key对象的hashCode()和equals()方法去决定key-value对的索引。当我们试着从HashMap中获取值的时候,这些方法也会被用到。如果这些方法没有被正确地实现,在这种情况下,两个不同Key也许会产生相同的hashCode()和equals()输出,HashMap将会认为它们是相同的,然后覆盖它们,而非把它们存储到不同的地方。同样的,所有不允许存储重复数据的集合类都使用hashCode()和equals()去查找重复,所以正确实现它们非常重要。equals()和hashCode()的实现应该遵循以下规则:

    (1)如果o1.equals(o2),那么o1.hashCode() == o2.hashCode()总是为true的。

    (2)如果o1.hashCode() == o2.hashCode(),并不意味着o1.equals(o2)会为true。

    19.我们能否使用任何类作为Map的key?

        我们可以使用任何类作为Map的key,然而在使用它们之前,需要考虑以下几点:

    (1)如果类重写了equals()方法,它也应该重写hashCode()方法。

    (2)类的所有实例需要遵循与equals()和hashCode()相关的规则。请参考之前提到的这些规则。

    (3)如果一个类没有使用equals(),你不应该在hashCode()中使用它。

    (4)用户自定义key类的最佳实践是使之为不可变的,这样,hashCode()值可以被缓存起来,拥有更好的性能。不可变的类也可以确保hashCode()和equals()在未来不会改变,这样就会解决与可变相关的问题了。

        比如,我有一个类MyKey,在HashMap中使用它。

    //传递给MyKey的name参数被用于equals()和hashCode()中
    MyKey key = new MyKey('Pankaj'); //assume hashCode=1234
    myHashMap.put(key, 'Value');
    // 以下的代码会改变key的hashCode()和equals()值
    key.setName('Amit'); //assume new hashCode=7890
    //下面会返回null,因为HashMap会尝试查找存储同样索引的key,而key已被改变了,匹配失败,返回null
    myHashMap.get(new MyKey('Pankaj'));

        那就是为何String和Integer被作为HashMap的key大量使用。

    20.Map接口提供了哪些不同的集合视图?

        Map接口提供三个集合视图:

    (1)Set keyset():返回map中包含的所有key的一个Set视图。集合是受map支持的,map的变化会在集合中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时,若map被修改了(除迭代器自身的移除操作以外),迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。

    (2)Collection values():返回一个map中包含的所有value的一个Collection视图。这个collection受map支持的,map的变化会在collection中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个collection时,若map被修改了(除迭代器自身的移除操作以外),迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。

    (3)Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():返回一个map钟包含的所有映射的一个集合视图。这个集合受map支持的,map的变化会在collection中反映出来,反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时,若map被修改了(除迭代器自身的移除操作,以及对迭代器返回的entry进行setValue外),迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除,从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。

    21.HashMap和HashTable有何不同?

    (1)HashMap允许key和value为null,而HashTable不允许。

    (2)HashTable是同步的,而HashMap不是。所以HashMap适合单线程环境,HashTable适合多线程环境。

    (3)在Java1.4中引入了LinkedHashMap,HashMap的一个子类,假如你想要遍历顺序,你很容易从HashMap转向LinkedHashMap,但是HashTable不是这样的,它的顺序是不可预知的。

    (4)HashMap提供对key的Set进行遍历,因此它是fail-fast的,但HashTable提供对key的Enumeration进行遍历,它不支持fail-fast。

    (5)HashTable被认为是个遗留的类,如果你寻求在迭代的时候修改Map,你应该使用CocurrentHashMap。

    22.如何决定选用HashMap还是TreeMap?

        对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作,HashMap是最好的选择。然而,假如你需要对一个有序的key集合进行遍历,TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小,也许向HashMap中添加元素会更快,将map换为TreeMap进行有序key的遍历。

    reference:

    http://www.sanesee.com/article/40-java-collections-interview-questions-and-answers

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