HsahMap基礎
Java8 對 HashMap 進行了一些修改，最大的不同就是利用了紅黑樹，所以其由 數組+鏈表+紅黑樹 組成。
根據 Java7 HashMap 的介紹，我們知道，查找的時候，根據 hash 值我們能夠快速定位到數組的具體下標，但是之後的話，需要順着鏈表一個個比較下去才能找到我們需要的，時間複雜度取決於鏈表的長度，爲 O(n)。
爲了降低這部分的開銷，在 Java8 中，當鏈表中的元素超過了 8 個以後，會將鏈表轉換爲紅黑樹，在這些位置進行查找的時候可以降低時間複雜度爲 O(logN)。
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable { }
（01）是一個散列表，它存儲的內容是鍵值對(key-value)映射。
（02）繼承於AbstractMap，實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
（03）實現不是同步的，這意味着它不是線程安全的。它的key、value都可以爲null。此外，HashMap中的映射不是有序的。
HashMap 的實例有兩個參數影響其性能：“初始容量” 和 “加載因子”。
容量是哈希表中桶的數量，初始容量只是哈希表在創建時的容量，默認初始容量是16，必須是2的冪。加載因子是哈希表判斷是否需要自增容量的因子，也是哈希表達到多大容量的衡量尺度。當哈希表中的當前數量超出了加載因子與初始容量的乘積時，則要對該哈希表進行 rehash 操作（即重建內部數據結構），從而哈希表將具有大約兩倍的桶數。
通常，默認加載因子是 0.75, 這是在時間和空間成本上尋求一種折衷。加載因子過高雖然減少了空間開銷，但同時也增加了查詢成本（在大多數 HashMap 類的操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了這一點）。
備註：默認的初始容量是16，必須是2的冪的原因。容量主要是用於計算key所在的索引，下面是源碼中返回索引值的方法。
// 返回索引值
// h & (length-1)保證返回值的小於length
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}
h是通過K的hashCode最終計算出來的哈希值，並不是hashCode本身，而是在hashCode之上又經過一層運算的hash值，length是目前容量。當容量一定是2^n時，h & (length - 1) == h % length，它倆是等價不等效的，位運算效率非常高，實際開發中，很多的數值運算以及邏輯判斷都可以轉換成位運算。這個等式實際上可以推理出來，2^n轉換成二進制就是1+n個0，減1之後就是0+n個1，如16 -> 10000，15 -> 01111，那根據&位運算的規則，都爲1(真)時，才爲1，那0≤運算後的結果≤15，假設h <= 15，那麼運算後的結果就是h本身，h >15，運算後的結果就是最後三位二進制做&運算後的值，最終，就是%運算後的餘數。總之就是當是2的冪的情況下，位運算效率高。
HashMap數據結構
執行put方法後，最終HashMap的存儲結構會有三種情況：
（01）key的索引位置沒有元素，直接進行插入。
（02）key的索引位置存在元素，且hashCode相同，則替換原來的值。
（03）key的索引位置存在元素，但hashCode不相同，則在索引處建立單鏈表，進行插入。
HashMap就是一個散列表，它是通過“拉鍊法”解決哈希衝突的，每一個Entry本質上是一個單向鏈表。
// 將“key-value”添加到HashMap中
public V put(K key, V value) {
// 若“key爲null”，則將該鍵值對添加到table[0]中。
if (key == null)
return putForNullKey(value);
// 若“key不爲null”，則計算該key的哈希值，然後將其添加到該哈希值對應的鏈表中。
int hash = hash(key.hashCode());
int i = indexFor(hash, table.length);
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
// 若“該key”對應的鍵值對已經存在，則用新的value取代舊的value。然後退出！
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
- HashMap通過鍵的hashCode來快速的存取元素。
- HashMap中的key-value都是存儲在Entry數組中的。
備註：createEntry和addEntry的區別是：
(01) addEntry()一般用在 新增Entry可能導致“HashMap的實際容量”超過“閾值”的情況下。例如，我們新建一個HashMap，然後不斷通過put()向HashMap中添加元素；put()是通過addEntry()新增Entry的。在這種情況下，我們不知道何時“HashMap的實際容量”會超過“閾值”；因此，需要調用addEntry()
(02) createEntry() 一般用在 新增Entry不會導致“HashMap的實際容量”超過“閾值”的情況下。例如，我們調用HashMap“帶有Map”的構造函數，它繪將Map的全部元素添加到HashMap中；但在添加之前，我們已經計算好“HashMap的容量和閾值”。也就是，可以確定“即使將Map中的全部元素添加到HashMap中，都不會超過HashMap的閾值”。 此時，調用createEntry()即可。
HashMap遍歷方式
（01）根據entrySet()獲取HashMap的“鍵值對”的Set集合。通過Iterator迭代器遍歷“第一步”得到的集合。
// 假設map是HashMap對象
// map中的key是String類型，value是Integer類型
Integer integ = null;
Iterator iter = map.entrySet().iterator();
while(iter.hasNext()) {
Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();
// 獲取key
key = (String)entry.getKey();
// 獲取value
integ = (Integer)entry.getValue();
}
（02）根據keySet()獲取HashMap的“鍵”的Set集合。通過Iterator迭代器遍歷“第一步”得到的集合。
// 假設map是HashMap對象
// map中的key是String類型，value是Integer類型
String key = null;
Integer integ = null;
Iterator iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
// 獲取key
key = (String)iter.next();
// 根據key，獲取value
integ = (Integer)map.get(key);
}
（03）根據value()獲取HashMap的“值”的集合。通過Iterator迭代器遍歷“第一步”得到的集合。
// 假設map是HashMap對象
// map中的key是String類型，value是Integer類型
Integer value = null;
Collection c = map.values();
Iterator iter= c.iterator();
while (iter.hasNext()) {
value = (Integer)iter.next();
}