详解集合之HashMap——HashMap内部结构，自动扩容机制，为什么需要重写hashcode和equals方法

2024-05-17 19:31:30

HashMap底层实现是一个键值对Node数组，而Node实现了键值对Map.Entry接口

HashMap类继承结构图

1. HashMap对象的创建

1.1 默认的构造方法——只指定自动扩容时的加载因子loadFactor

1.2 对初始容量或加载因子设定的构造方法

通过tableSizeFor源码分析，我们知道如果传入参数是2的次方，比如1,2,4,8...，那么最终的返回值就是本身；如果不是，那么返回的是大于参数值，且最接近参数值的2的次方。如9，返回的是16，15返回的也是16。所以我们总结tableSizeFor方法的作用就是得到大于原始值的最小的2的次方。

1.3 传入Map对象的构造方法

总结：HashMap的构造方法主要就是对threshold和loadFactor属性赋值；但是我们发现只有默认构造方法没有对threshold属性赋值，而且类中有个常量属性DEFAULT_INITIAL_CAPACITY，这里先记住，后面会有用。

2. HashMap添加元素

2.1 Map添加元素使用的是put方法，参数是key和value。内部调用putVal方法，参数是key的hash值，key，value，false，以及true，记住这些参数，后面分析putVal方法需要使用。

2.2 putVal源码分析

2.3 总结：不考虑特殊情况以及数值超界，添加元素的逻辑为：根据key的hashcode简单变形得到hash值，然后将该hash值映射到哈希表的索引。判断该索引是否为null，为null，则使用信息创建新节点；不为null则判断该索引的第一个节点是否和当前要添加节点的hash值以及==或equals相等，相等更新该节点的值即可。如果没找到则判断当前索引是否已经转为红黑树(转为树的条件是哈希表数组大小大于等于64，并且单链表节点数大于等于8)，如果是红黑树，则使用红黑树的节点添加方法；如果不是，则一直比对当前节点链表，找到更新值，找不到添加至尾部。所以我们需要重写hashcode方法和equals方法，不然自带的hashcode比较的是内存地址。

3. HashMap通过key获取元素

4. HashMap其它常用方法

4.1 keySet和values方法得到key集合和value集合，keySet和values是内部属性。

4.2 remove方法移除某元素——先寻找再移除

4.3 clear方法清空

4.4 containsKey方法判断是否包含key

4.5 containsValue方法判断哈希表是否包含某个value，很费时间，少用。

5. HashSet。

5.1 HashSet构造方法内部实际使用HashMap对象。

5.2 数据存储时，只记录key，不记录value而已，value使用内部的一个Object类型常量PRESENT。

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