JDK1.8中的HashMap底层数据结构的图解

Python013

JDK1.8中的HashMap底层数据结构的图解,第1张

hashmap是java开发最常用的一种数据模型,hashmap属于map接口的一种实现。以key-value的这种形式存储数据,其中key是不允许重复的但是允许为空,value是可以重复或为空的。其中key只能使用基本数据类型(int,double...)的封装类(interger,double。。。。)。

JDK1.7中HashMap的底层是由数组+单向链表这两种数据结构组合而成的,而在JDK1.8中HashMap是由数组+单向链表+红黑树三种数据结构组合而成的。

初始化有固定的大小长度,有顺序的下标(下标从0开始),图1只是示例。

由每个节点组成,每个节点包含一个data(存储数据)和指向下一个节点地址的next,如图二。

(1)每个节点或者是黑色,或者是红色。

(2)根节点是黑色。

(3)每个叶子节点(NIL)是黑色。 注意:这里叶子节点,是指为空(NIL或NULL)的叶子节点!

(4)如果一个节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的。

(5)从一个节点到该节点的子孙节点的所有路径上包含相同数目的黑节点。

介绍完三种基本结构后,我们再来看看hashmap的数据结构图,如图4。

图5是我截自JDK1.8的HashMap底层源码。

对JAVA的集合的理解是想对于数组

数组是大小固定的 并且同一个数组只能存放类型一样的数据(基本类型/引用类型)

JAVA集合可以存储和操作数目不固定的一组数据

所有的JAVA集合都位于 java util包中!

JAVA集合只能存放引用类型的的数据 不能存放基本数据类型

JAVA集合主要分为三种类型

Set(集)

List(列表)

Map(映射)

Collection 接口

Collection是最基本的集合接口 声明了适用于JAVA集合(只包括Set和List)的通用方法

Set 和List 都继承了Conllection Map没有

Collection接口的方法

boolean add(Object o)   :向集合中加入一个对象的引用

void clear()                        :删除集合中所有的对象 即不再持有这些对象的引用

boolean isEmpty()           :判断集合是否为空

boolean contains(Object o): 判断集合中是否持有特定对象的引用

Iterartor iterator()              : 返回一个Iterator对象 可以用来遍历集合中的元素

boolean remove(Object o):从集合中删除一个对象的引用

int size()                               :返回集合中元素的数目

Object[] toArray()                 :返回一个数组 该数组中包括集合中的所有元素

关于 Iterator() 和toArray() 方法都用于集合的所有的元素 前者返回一个Iterator对象 后者返回一个

包含集合中所有元素的数组

Iterator接口声明了如下方法

hasNext(): 判断集合中元素是否遍历完毕 如果没有 就返回true

next()       :返回下一个元素

remove():从集合中删除上一个有next()方法返回的元素

Set(集合)

Set是最简单的一种集合 集合中的对象不按特定的方式排序 并且没有重复对象

Set接口主要实现了两个实现类

HashSet : HashSet类按照哈希算法来存取集合中的对象 存取速度比较快

TreeSet   : TreeSet类实现了SortedSet接口 能够对集合中的对象进行排序

Set 的用法

存放的是对象的引用 没有重复对象

Set set=new HashSet()

String s =new String( hello )

String s =s

String s =new String( world )

set add(s )

set add(s )

set add(s )

System out println(set size())//打印集合中对象的数目 为

Set 的 add()方法是如何判断对象是否已经存放在集合中?

boolean isExists=false

Iterator iterator=erator()

while(it hasNext())           {

String oldStr=it next()

if(newStr equals(oldStr)){

isExists=true

}

}

List(列表)

List的特征是其元素以线性方式存储 集合中可以存放重复对象

List接口主要实现类包括

ArrayList() : 代表长度可以改变得数组 可以对元素进行随机的访问 向ArrayList()中插入与

与删除元素的速度慢

LinkedList(): 在实现中采用链表数据结构 插入和删除速度快 访问速度慢

对于List的随机访问来说 就是只随机来检索位于特定位置的元素

List 的 get(int index) 方法放回集合中由参数index指定的索引位置的对象 下标从 开始

最基本的两种检索集合中的所有对象的方法

: 用for循环和get()方法

for(int i= i<list size()i++){

System out println(list get(i))

}

: 使用 迭代器(Iterator):

Iterator it=erator()

while(it hashNext){

System out println(it next)

}

Map(映射):

Map 是一种把键对象和值对象映射的集合 它的每一个元素都包含一对键对象和值对象

Map没有继承于Collection接口

从Map集合中检索元素时 只要给出键对象 就会返回对应的值对象

Map 的常用方法

添加 删除操作

Object put(Object key Object value): 向集合中加入元素

Object remove(Object key):   删除与KEY相关的元素

void putAll(Map t):   将来自特定映像的所有元素添加给该映像

void clear(): 从映像中删除所有映射

查询操作

Object get(Object key): 获得与关键字key相关的值

Map集合中的键对象不允许重复 也就说 任意两个键对象通过equals()方法比较的结果都是false

但是可以将任意多个键独享映射到同一个值对象上

Conllections : 集合实用类

Conllections提供了供JAVA集合实用的静态方法

总结

JAVA集合的基本用法 都归纳了 上面这些是平常最常用的JAVA集合 具体的其他的 还要参考JDK帮助文档了 呵呵 关于 Map的应用 还有很多 具体就是这个 Conllections提供了很多 List /Map 实用的方法 对平常开发非常有用

对次会会不断修改!

boolean containsKey(Object key): 判断映像中是否存在关键字key

boolean containsValue(Object value): 判断映像中是否存在值value

int size(): 返回当前映像中映射的数量

boolean isEmpty() 判断映像中是否有任何映射

List按对象进入的顺序保存对象 不做排序或编辑操作 Set对每个对象只接受一次 并使用自己内部的排序方法(通常 你只关心某个元素是否属于Set 而不关心它的顺序 否则应该使用List) Map同样对每个元素保存一份 但这是基于 键 的 Map也有内置的排序 因而不关心元素添加的顺序 如果添加元素的顺序对你很重要 应该使用 LinkedHashSet或者LinkedHashMap

List的功能方法

实际上有两种List: 一种是基本的ArrayList 其优点在于随机访问元素 另一种是更强大的LinkedList 它并不是为快速随机访问设计的 而是具有一套更通用的方法

List : 次序是List最重要的特点 它保证维护元素特定的顺序 List为Collection添加了许多方法 使得能够向List中间插入与移除元素(这只推荐LinkedList使用 )一个List可以生成ListIterator 使用它可以从两个方向遍历List 也可以从List中间插入和移除元素

ArrayList : 由数组实现的List 允许对元素进行快速随机访问 但是向List中间插入与移除元素的速度很慢 ListIterator只应该用来由后向前遍历ArrayList 而不是用来插入和移除元素 因为那比LinkedList开销要大很多

LinkedList : 对顺序访问进行了优化 向List中间插入与删除的开销并不大 随机访问则相对较慢 (使用ArrayList代替 )还具有下列方法 addFirst() addLast() getFirst() getLast() removeFirst() 和 removeLast() 这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈 队列和双向队列使用

Set的功能方法

Set具有与Collection完全一样的接口 因此没有任何额外的功能 不像前面有两个不同的List 实际上Set就是Collection 只是行为不同 (这是继承与多态思想的典型应用 表现不同的行为 )Set不保存重复的元素(至于如何判断元素相同则较为负责)

Set : 存入Set的每个元素都必须是唯一的 因为Set不保存重复元素 加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性 Set与Collection有完全一样的接口 Set接口不保证维护元素的次序

HashSet : 为快速查找设计的Set 存入HashSet的对象必须定义hashCode()

TreeSet : 保存次序的Set 底层为树结构 使用它可以从Set中提取有序的序列

LinkedHashSet : 具有HashSet的查询速度 且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序) 于是在使用迭代器遍历Set时 结果会按元素插入的次序显示

Map的功能方法

方法put(Object key Object value)添加一个 值 (想要得东西)和与 值 相关联的 键 (key)(使用它来查找) 方法get(Object key)返回与给定 键 相关联的 值 可以用containsKey()和containsValue()测试Map中是否包含某个 键 或 值 标准的Java类库中包含了几种不同的Map HashMap TreeMap LinkedHashMap WeakHashMap IdentityHashMap 它们都有同样的基本接口Map 但是行为 效率 排序策略 保存对象的生命周期和判定 键 等价的策略等各不相同

执行效率是Map的一个大问题 看看get()要做哪些事 就会明白为什么在ArrayList中搜索 键 是相当慢的 而这正是HashMap提高速度的地方 HashMap使用了特殊的值 称为 散列码 (hash code) 来取代对键的缓慢搜索 散列码 是 相对唯一 用以代表对象的int值 它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的 所有Java对象都能产生散列码 因为hashCode()是定义在基类Object中的方法

HashMap就是使用对象的hashCode()进行快速查询的 此方法能够显著提高性能

Map : 维护 键值对 的关联性 使你可以通过 键 查找 值

HashMap : Map基于散列表的实现 插入和查询 键值对 的开销是固定的 可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor 以调整容器的性能

LinkedHashMap : 类似于HashMap 但是迭代遍历它时 取得 键值对 的顺序是其插入次序 或者是最近最少使用(LRU)的次序 只比HashMap慢一点 而在迭代访问时发而更快 因为它使用链表维护内部次序

TreeMap : 基于红黑树数据结构的实现 查看 键 或 键值对 时 它们会被排序(次序由Comparabel或Comparator决定) TreeMap的特点在于 你得到的结果是经过排序的 TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map 它可以返回一个子树

WeakHashMao : 弱键(weak key)Map Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的 如果没有map之外的引用指向某个 键 则此 键 可以被垃圾收集器回收

lishixinzhi/Article/program/Java/ky/201311/27866