Java 对比Hashtable、Hashmap、Treemap有什么不同?
①基本理解
Hashtable、Hashmap、Treemap都是最常见的一些Map实现,是以键值对的形式存储和操作数据的容器类型。
Hashtable是Java类库提供的一个哈希实现,本身是同步的,不支持null键和null值,由于同步导致性能开销,所以已经很少被推荐使用。
HashMap是应用更加广泛的哈希表实现,行为上大致与HashTable一致,主要区别在于HashMap不是同步的,支持null键和null值等。通常情况下HashMap进行get和put操作可以达到常数时间的性能,所以它是绝大部分利用键值对存取场景的首选。
TreeMap则是基于红黑树的一种提供顺序访问的Map,它的get、put、remove之类的操作都是o(logn)的时间复杂度,具体顺序可以由指定的Comparator来决定,或者根据键的自然顺序来判断。
②HashMap和Hashtable相同点
HashMap和Hashtable都是存储“键值对(key-value)”的散列表,而且都是采用拉链法实现的。
存储的思想都是:通过table数组存储,数组的每一个元素都是一个Entry;而一个Entry就是一个单向链表,Entry链表中的每一个节点就保存了key-value键值对数据。
添加key-value键值对:首先,根据key值计算出哈希值,再计算出数组索引(即,该key-value在table中的索引)。然后,根据数组索引找到Entry(即,单向链表),再遍历单向链表,将key和链表中的每一个节点的key进行对比。若key已经存在Entry链表中,则用该value值取代旧的value值;若key不存在Entry链表中,则新建一个key-value节点,并将该节点插入Entry链表的表头位置。
删除key-value键值对:删除键值对,相比于“添加键值对”来说,简单很多。首先,还是根据key计算出哈希值,再计算出数组索引(即,该key-value在table中的索引)。然后,根据索引找出Entry(即,单向链表)。若节点key-value存在与链表Entry中,则删除链表中的节点即可。
上面介绍了HashMap和Hashtable的相同点。正是由于它们都是散列表,我们关注更多的是“它们的区别,以及它们分别适合在什么情况下使用”。那接下来,我们先看看它们的区别。
③HashMap和Hashtable的不同点
1 继承和实现方式不同
HashMap 继承于AbstractMap,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
Hashtable 继承于Dictionary,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
1.1 HashMap和Hashtable都实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
实现了Map接口,意味着它们都支持key-value键值对操作。支持“添加key-value键值对”、“获取key”、“获取value”、“获取map大小”、“清空map”等基本的key-value键值对操作。
实现了Cloneable接口,意味着它能被克隆。
实现了java.io.Serializable接口,意味着它们支持序列化,能通过序列化去传输。
1.2 HashMap继承于AbstractMap,而Hashtable继承于Dictionary
Dictionary是一个抽象类,它直接继承于Object类,没有实现任何接口。Dictionary类是JDK
1.0的引入的。虽然Dictionary也支持“添加key-value键值对”、“获取value”、“获取大小”等基本操作,但它的API函数比Map少;而且
Dictionary一般是通过Enumeration(枚举类)去遍历,Map则是通过Iterator(迭代器)去遍历。
然而‘由于Hashtable也实现了Map接口,所以,它即支持Enumeration遍历,也支持Iterator遍历。关于这点,后面还会进一步说明。
AbstractMap是一个抽象类,它实现了Map接口的绝大部分API函数;为Map的具体实现类提供了极大的便利。它是JDK 1.2新增的类。
2 线程安全不同
Hashtable的几乎所有函数都是同步的,即它是线程安全的,支持多线程。
而HashMap的函数则是非同步的,它不是线程安全的。若要在多线程中使用HashMap,需要我们额外的进行同步处理。
对HashMap的同步处理可以使用Collections类提供的synchronizedMap静态方法,或者直接使用JDK
5.0之后提供的java.util.concurrent包里的ConcurrentHashMap类。
3 对null值的处理不同
HashMap的key、value都可以为null。
Hashtable的key、value都不可以为null。
Hashtable的key或value,都不能为null!否则,会抛出异常NullPointerException。
HashMap的key、value都可以为null。
当HashMap的key为null时,HashMap会将其固定的插入table[0]位置(即HashMap散列表的第一个位置);而且table[0]处只会容纳一个key为null的值,当有多个key为null的值插入的时候,table[0]会保留最后插入的value。
4 支持的遍历种类不同
HashMap只支持Iterator(迭代器)遍历。
而Hashtable支持Iterator(迭代器)和Enumeration(枚举器)两种方式遍历。
Enumeration 是JDK 1.0添加的接口,只有hasMoreElements(), nextElement() 两个API接口,不能通过Enumeration()对元素进行修改 。
而Iterator
是JDK 1.2才添加的接口,支持hasNext(), next(), remove() 三个API接口。HashMap也是JDK
1.2版本才添加的,所以用Iterator取代Enumeration,HashMap只支持Iterator遍历。
5 通过Iterator迭代器遍历时,遍历的顺序不同
HashMap是“从前向后”的遍历数组;再对数组具体某一项对应的链表,从表头开始进行遍历。
Hashtabl是“从后往前”的遍历数组;再对数组具体某一项对应的链表,从表头开始进行遍历。
HashMap和Hashtable都实现Map接口,所以支持获取它们“key的集合”、“value的集合”、“key-value的集合”,然后通过Iterator对这些集合进行遍历。
由于“key的集合”、“value的集合”、“key-value的集合”的遍历原理都是一样的;下面,我以遍历“key-value的集合”来进行说明。
HashMap 和Hashtable 遍历"key-value集合"的方式是:(01) 通过entrySet()获取“Map.Entry集合”。 (02) 通过iterator()获取“Map.Entry集合”的迭代器,再进行遍历。
6 容量的初始值 和 增加方式都不一样
HashMap默认的容量大小是16;增加容量时,每次将容量变为“原始容量x2”。
Hashtable默认的容量大小是11;增加容量时,每次将容量变为“原始容量x2 + 1”。
7 添加key-value时的hash值算法不同
HashMap添加元素时,是使用自定义的哈希算法。
Hashtable没有自定义哈希算法,而直接采用的key的hashCode()。
8 部分API不同
Hashtable支持contains(Object value)方法,而且重写了toString()方法;
而HashMap不支持contains(Object value)方法,没有重写toString()方法。
④“HashMap和Hashtable”使用的情景
其实,若了解它们之间的不同之处后,可以很容易的区分根据情况进行取舍。例如:(01)
若在单线程中,我们往往会选择HashMap;而在多线程中,则会选择Hashtable。(02),若不能插入null元素,则选择Hashtable;否则,可以选择HashMap。
但这个不是绝对的标准。例如,在多线程中,我们可以自己对HashMap进行同步,也可以选择ConcurrentHashMap。当HashMap和Hashtable都不能满足自己的需求时,还可以考虑新定义一个类,继承或重新实现散列表;当然,一般情况下是不需要的了。
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