Java-详解HashMap

哈希表定义：根据设定的hash函数和处理冲突的方式（开放定址、公共溢出区、链地址、重哈希...）将一组关键字映射到一个有限的连续的地址集上（即bucket数组或桶数组），并以关键字在地址集中的“像”作为记录在表中的存储位置，这种表称为hash表；这一映射过程称为散列，所得存储位置称为哈希地址或散列地址。

一、定义

HashMap实现了Map接口，继承AbstractMap。其中Map接口定义了键映射到值的规则，而AbstractMap类提供 Map 接口的骨干实现，以最大限度地减少实现此接口所需的工作。

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

二、构造函数

HashMap提供了三个构造函数：

• HashMap()：构造一个具有默认初始容量 (16) 和默认加载因子 (0.75) 的空 HashMap。

• HashMap(int initialCapacity)：构造一个带指定初始容量和默认加载因子 (0.75) 的空 HashMap。

• HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)：构造一个带指定初始容量和加载因子的空 HashMap。

容量表示哈希表中桶的数量，初始容量是创建哈希表时的容量； 装载因子：loadfactor = 表中填入的记录数/哈希表的长度

所以loadfactor标志着哈希表的装满程度，直观的看，装载因子越小，发生冲突的概率越小（因为桶中还没装几个数据，就需要扩容），也就是查找性能越好，但同时浪费的空间就变大。相反，装载因子越大，发生冲突的概率越大（等到桶快填满时才能扩容，比如，采用链表法处理冲突，在此种情况下，会导致链表过长），查找性能越差，同时浪费的空间会减少。

三、数据结构

我们知道在Java中最常用的两种结构是数组和模拟指针(引用)，几乎所有的数据结构都可以利用这两种来组合实现，HashMap也是如此。实际上HashMap是一个“链表散列”（数组和链表的结合体）。

可见，HashMap底层实现还是数组（横行），只是数组的每一项（纵列）都是一条链。Entry为HashMap的内部类，它包含了键key、值value、下一个节点next，以及hash值，这是非常重要的，正是由于Entry才构成了table数组的项为链表。

---

总结

*1.HashMap的默认大小为16，即桶数组的默认长度为16；
2.HashMap的默认装载因子是0.75；
3.HashMap内部的桶数组存储的是Entry对象，也就是键值对对象。
4.构造器支持指定初始容量和装载因子，为避免数组扩容带来的性能问题，建议根据需求指定初始容量。装载因子尽量不要修改，0.75是个比较靠谱的值。
5.桶数组的长度始终是2的整数次方（大于等于指定的初始容量），这样做可以减少冲突概率，提高查找效率。（可以从indexfor函数中看出，h&(length-1),若length为奇数，length-1为偶数那么h&(length-1)结果的最后一位必然为0，也就是说所有键都被散列到数组的偶数下标位置,这样会浪费近一半空间。另外，length为2的整数次方也保证了h&(length-1)与h%length等效）.
6.HashMap接受null键；
7.HashMap不允许键重复，但是值是可以重复的。若键重复，那么新值会覆盖旧值。
8.HashMap通过链表法解决冲突问题，每个Entry都有一个next指针指向下一个Entry，冲突元素（不是键相同，而是hash值相同）会构成一个链表。并且最新插入的键值对始终位于链表首部。
9.当容量超过阈值（threshold）时,会发生扩容，扩容后的数组是原数组的两倍。扩容操作需要开辟新数组，并对原数组中所有键值对重新散列，非常耗时。我们应该尽量避免HashMap扩容。
10.HashMap非线程安全。*