数据结构---Java---HashMap

1、概述

　　　　【hash冲突】：

　　　　　　　　对某个元素进行哈希函数运算，得到一个地址值，要进行插入时，发现此地址被占用，称为hash冲突（哈希碰撞）；

　　　　【hash冲突解决】：

　　　　　　　　开放定址（发生冲突，继续寻找下一块未被使用的空间）、再散列函数法、链地址法（数组+链表）

2、HashMap概述：

　　　　1.1　　3个核心：数组、单向链表、hash函数；　　

　　　　1.2　　数组是HashMap的主体，链表是为了解决哈希冲突而存在的；　

　　　　1.3　　HashMap的hash表属性详解：

　　　　　　　　　　1.1.1　　capacity:　　hash表中的桶的数量

　　　　　　　　　　1.1.2　　init capacity:　　创建hash表时桶的数量

　　　　　　　　　　1.1.3　　size：　　当前hash表中的数量

　　　　　　　　　　1.1.4　　load factor:　　负载因子为0，表示空的hash表；负载因子为0.5，表示半满的hash表；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　当hash表中的负载因子达到极限，hash表会自动扩容，称为rehashing；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　HashMap的负载因子默认为0.75，表明当hash表3/4被填满时，会发生rehashing；

　　　　　　　　　　　　　　默认的负载因子（0.75）是时间、空间上的一种折中：

　　　　　　　　　　　　　　　  较高的负载因子可以降低hash表占用的空间，但会增加数据查询时间；

　　　　　　　　　　　　　　　  较低的负载因子可以提升数据查询时间，但会增加hash表占用的内存空间；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

3、

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {

      +++++++内部类+++++++++
      //单向链表
      static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
          final int hash;
          final K key;
          V value;
          Node<K,V> next;

          Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
          }

      }

      +++++++属性++++++++++++++
      //使用数组实现
      transient Node<K,V>[] table;
      //初始容量16
      static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
      static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
      final float loadFactor;

      ++++++++构造器++++++++++++++
      public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
      }

      public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
      }

      public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
      }

      +++++++++++方法++++++++++++

       // +++++++容量初始化
       static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
      }

      //++++++hash函数
      static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
      }

      //++++++put
      public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
      }

      final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;

        //如果数组大小为0
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;

        //如果数组tab[i]位置的元素为null，直接新建结点进行存储
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

        //如果数组tab[i]位置元素不为null
        else {
            Node<K,V> e; K k;

            //如果2个hash值相同并且equals也相同，将p=tab[i];e=p;
            if (p.hash == hash &&((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;

            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
　　　　　　　
 
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
      }

       //+++++resize
       final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            //新容量是旧容量的2倍
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
        Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
      }

}

　　　

4、HashMap中比较2个key是否相等的标准：

　　　　2个key的hashCode()相同，并且2个key的equals()相同；

5、HashMap中比较2个value是否相等的标准：

　　　　2个value的equals()相同；

6、HashMap遇到多线程并发时引发的问题？？？