Java基础关键_021_集合（五）

目  录

一、HashMap

1.key 存储自定义类型

2.Hash 表存储原理

 3.重写 hashCode 和 equals 方法

4.key 为 null 

5.jdk 8 后新特性

（1）初始化时

（2）插入

（3）数据结构

6.容量 

 二、LinkedHashMap

1.说明

2.实例 

三、Hashtable

1.说明

2.实例

3.特有方法

四、Properties

1.说明

2.实例

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一、HashMap

1.key 存储自定义类型

public class Student {private String name;private int age;public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Student student = (Student) o;return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);}
}

public class HashMapTest {public static void main(String[] args) {HashMap<Student, Integer> hashMap = new HashMap<>();Student s1 = new Student("瑶", 18);Student s2 = new Student("刘禅", 19);Student s3 = new Student("朵莉亚", 20);Student s4 = new Student("蔡文姬", 21);Student s5 = new Student("钟馗", 22);Student s6 = new Student("钟馗", 22);System.out.println(s5.equals(s6));  // trueSystem.out.println(s5.hashCode());  // 990368553System.out.println(s6.hashCode());  // 1096979270System.out.println(s5.hashCode() % 16); // 9System.out.println(s6.hashCode() % 16); // 6hashMap.put(s1, 1);hashMap.put(s2, 2);hashMap.put(s3, 3);hashMap.put(s4, 4);hashMap.put(s5, 5);hashMap.put(s6, 6);Set<Map.Entry<Student, Integer>> entries = hashMap.entrySet();for (Map.Entry<Student, Integer> entry : entries) {System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());}/** Student{name='钟馗', age=22}:6* Student{name='刘禅', age=19}:2* Student{name='蔡文姬', age=21}:4* Student{name='朵莉亚', age=20}:3* Student{name='瑶', age=18}:1* Student{name='钟馗', age=22}:5* */}
}

        思考：为什么重写了 equals 方法，证明 5，6 两个 key 相同，但仍然会存储呢？

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2.Hash 表存储原理

1. 先调用 key 的 hashCode 方法，生成哈希值；
2. 将哈希值对数组长度进行取模运算，即【 哈希值 % 数组长度 】，计算出对应的索引值；
3. 如果索引处没有存储元素，则将键值对封装为 Node 对象，然后存入该位置中；
4. 如果索引处有元素，则遍历整个单链表。若遍历出节点的 key 与添加键值对的 key 相同，则做覆盖操作；若遍历出无 key 相同，则把添加的键值对封装成 Node 对象，然后插入单链表的末尾；
5. 产生哈希冲突的情况：
   1. 不同的 key 获得相同的哈希值；
   2. 通过 key 得到不同的哈希值，但是通过【 哈希值 % 数组长度 】得到的结果相同。

1. 一个好的哈希函数，是散列分布均匀的；
2. 解决哈希冲突：将冲突的结点挂在同一链表上或同一红黑树上。 

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 3.重写 hashCode 和 equals 方法

        对于 1 中的思考，应该从以下方面考虑。

        如果调用 equals 方法，结果是 true，说明两个对象相同，但仍然存储说明没有发生哈希碰撞。由 2 的 Hash 表存储原理可知，要发生哈希碰撞有两种情况，此时应该要两个相同 key 生成的哈希值相同，才能避免重复存储。所以需要同时重写 hashCode 方法和 equals 方法。

public class Student {private String name;private int age;public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Student student = (Student) o;return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name, age);}
}

public class HashMapTest {public static void main(String[] args) {HashMap<Student, Integer> hashMap = new HashMap<>();Student s1 = new Student("瑶", 18);Student s2 = new Student("刘禅", 19);Student s3 = new Student("朵莉亚", 20);Student s4 = new Student("蔡文姬", 21);Student s5 = new Student("钟馗", 22);Student s6 = new Student("钟馗", 22);System.out.println(s5.equals(s6));  // trueSystem.out.println(s5.hashCode());  // 37783039System.out.println(s6.hashCode());  // 37783039System.out.println(s5.hashCode() % 16); // 15System.out.println(s6.hashCode() % 16); // 15hashMap.put(s1, 1);hashMap.put(s2, 2);hashMap.put(s3, 3);hashMap.put(s4, 4);hashMap.put(s5, 5);hashMap.put(s6, 6);Set<Map.Entry<Student, Integer>> entries = hashMap.entrySet();for (Map.Entry<Student, Integer> entry : entries) {System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());}/** Student{name='瑶', age=18}:1* Student{name='刘禅', age=19}:2* Student{name='蔡文姬', age=21}:4* Student{name='朵莉亚', age=20}:3* Student{name='钟馗', age=22}:6* */}
}

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4.key 为 null 

        key 可以为 null，但只能存在一个，多者会被覆盖。

public class HashMapTest {public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> hashMap = new HashMap<>();hashMap.put(null,"齐");hashMap.put(1,"楚");hashMap.put(2,"秦");hashMap.put(3,"燕");hashMap.put(4,"赵");hashMap.put(5,"魏");hashMap.put(null,"韩");System.out.println(hashMap);    // {null=韩, 1=楚, 2=秦, 3=燕, 4=赵, 5=魏}}
}

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5.jdk 8 后新特性

（1）初始化时

1. jdk 8 之前，构造方法执行时初始化 table 数组；
2. jdk 8 之后，第一次调用 put 方法时初始化 table 数组。

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（2）插入

1. jdk 8 之前，头插法；
2. jdk 8 之后，尾插法。

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（3）数据结构

1. jdk 8 之前，是数组与单向链表的结合；

2.  jdk 8 之后，是数组、单向链表和红黑树的结合；

3. 最开始使用单向链表解决哈希冲突。若 结点数 >= 8 且 table 长度 >= 64，则单向链表转换为红黑树；

4. 当删除红黑树上的结点时，当 结点数 <= 6 时，红黑树转换为单向链表。

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6.容量 

1. 默认情况下，数组长度为 16；
2. HashMap 容量永远是 2 的次幂，例如：2、4、8、16、32、64……。原因有两点：为了提高哈希计算效率和减少哈希冲突，让散列分布更均匀；
3. 哈希表中元素越来越多时，因为数组长度固定，所以散列碰撞的几率也随之增大，从而导致单链表过长，降低了哈希表的性能；
4. 当执行 put 操作时，如果 HashMap 中存储元素的个数超过【数组长度 * 负载因子】的结果（负载因子即 loadFactor，默认值一般为 0.75 ），则需要扩容；
5. 扩容即把数组大小扩大一倍，然后遍历哈希表中元素，将其重新均匀分散；
6. 扩容是一个非常消耗性能的操作，所以建议预测需要存储元素的个数；
7. 例如：设置哈希表的容量为 15，实际创建完 HashMap对象后，实际容量是 12 。因为 HashMap 的容量永远为 2 的次幂，最接近 15 的是 16，16 * 0.75 = 12 。

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 二、LinkedHashMap

1.说明

1. 是 HashMap 的子类，两者用法基本一致；
2. 但 LinkedHashMap 是有序不可重复的（插入顺序与读取顺序一致且不可重复）；
3. 通过双向链表记录来保证插入顺序；
4. 效率较 HashMap 低一些；
5. 其 key 也需要同时重写 equals 和 hashCode 方法；
6. 底层是哈希表与双向链表结合的数据结构；
7. key 可以为 null，但只能存在一个，多者会被覆盖。

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2.实例 

public class LinkedHashMapTest {public static void main(String[] args) {LinkedHashMap<Integer, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();linkedHashMap.put(1, "小禾");linkedHashMap.put(2, "小明");linkedHashMap.put(3, "小红");linkedHashMap.put(4, "小雯");linkedHashMap.put(5, "小凡");linkedHashMap.put(5, "小州");Set<Map.Entry<Integer, String>> entries = linkedHashMap.entrySet();for (Map.Entry<Integer, String> entry : entries) {System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());}/** 1:小禾* 2:小明* 3:小红* 4:小雯* 5:小州* */}
}

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三、Hashtable

1.说明

1. 和 HashMap 一样，底层也是哈希表；
2. Hashtable 是线程安全的，方法上都有 synchronized 关键字；
3. 初始化容量是 11，默认负载因子是 0.75；
4. 扩容后的容量是原容量的 2 倍；
5. key 和 value 都不能是 null 。

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2.实例

public class HashtableTest {public static void main(String[] args) {Hashtable<Integer, String> hashtable = new Hashtable<>();hashtable.put(1, "老张");hashtable.put(2, "老王");hashtable.put(3, "老李");hashtable.put(4, "老赵");hashtable.put(5, "老孙");
//        hashtable.put(null, "老冯");  // java.lang.NullPointerException
//        hashtable.put(6, null); // java.lang.NullPointerExceptionSet<Map.Entry<Integer, String>> entries = hashtable.entrySet();for (Map.Entry<Integer, String> entry : entries) {System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());}/** 5:老孙* 4:老赵* 3:老李* 2:老王* 1:老张* */}
}

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3.特有方法

ublic class HashtableTest {public static void main(String[] args) {Hashtable<Integer, String> hashtable = new Hashtable<>();hashtable.put(1, "老张");hashtable.put(2, "老王");hashtable.put(3, "老李");/*** 特有方法*/// 获取所有的keyEnumeration<Integer> keys = hashtable.keys();while (keys.hasMoreElements()) {System.out.print(keys.nextElement() + "\t");}// 3	2	1System.out.println();// 获取所有的valueEnumeration<String> values = hashtable.elements();while (values.hasMoreElements()) {System.out.print(values.nextElement() + "\t");}// 老李	老王	老张}
}

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四、Properties

1.说明

1. 属性类；
2. 继承 Hashtable，也是一个线程安全的 Map 集合；
3. 一般和 java 程序中属性配置文件联合使用；
4. 该类不支持泛型，key 和 value 都是固定的 String 类型。

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2.实例

public class PropertiesTest {public static void main(String[] args) {Properties p = new Properties();p.setProperty("name", "张三");p.setProperty("age", "18");p.setProperty("sex", "男");p.setProperty("address", "北京");System.out.println(p.getProperty("name"));  // 张三System.out.println(p.getProperty("age"));   // 18System.out.println(p.getProperty("sex"));   // 男System.out.println(p.getProperty("address"));   // 北京Enumeration<?> enumeration = p.propertyNames();while (enumeration.hasMoreElements()) {String name = (String) enumeration.nextElement();String value = p.getProperty(name);System.out.println(name + ":" + value);}/** address:北京* age:18* name:张三* sex:男* */}
}