自己實現(xiàn)一個簡單版的HashMap

HashMap簡介

HashMap 是一個散列表适室,它存儲的內(nèi)容是鍵值對(key-value)映射嚷兔。
HashMap 繼承于AbstractMap鸥拧,實現(xiàn)了Map茉稠、Cloneable、java.io.Serializable接口卿吐。
HashMap 的實現(xiàn)不是同步的,這意味著它不是線程安全的锋华。它的key、value都可以為null毯焕。此外衍腥,HashMap中的映射不是有序的磺樱。

HashMap 的實例有兩個參數(shù)影響其性能:“初始容量” 和 “加載因子”。容量 是哈希表中桶的數(shù)量婆咸,初始容量 只是哈希表在創(chuàng)建時的容量块差。加載因子 是哈希表在其容量自動增加之前可以達到多滿的一種尺度。當(dāng)哈希表中的條目數(shù)超出了加載因子與當(dāng)前容量的乘積時倔丈,則要對該哈希表進行 rehash 操作(即重建內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))憨闰,從而哈希表將具有大約兩倍的桶數(shù)。
通常需五,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鹉动。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(shù) HashMap 類的操作中宏邮,包括 get 和 put 操作泽示,都反映了這一點)。在設(shè)置初始容量時應(yīng)該考慮到映射中所需的條目數(shù)及其加載因子蜜氨,以便最大限度地減少 rehash 操作次數(shù)械筛。如果初始容量大于最大條目數(shù)除以加載因子,則不會發(fā)生 rehash 操作记劝。

簡單版变姨,只實現(xiàn)put和get:

public class MyHashMap<K, V> {
    private static int default_length = 16;
    private MyEntry<K, V>[] entries;

    public MyHashMap() {
        super();
        entries = new MyEntry[default_length];
    }

    public V put(K key, V value) {
        int index = key.hashCode() % default_length;// hascode值除map大小取余
        MyEntry<K, V> prevoius = entries[index];
        for (MyEntry<K, V> entry = entries[index]; entry != null; entry = entry.next) {
            if (entry.getKey().equals(key)) {
                V oldValue = (V) entry.getValue();
                entry.setValue(value);
                return oldValue;
            }
        }
        MyEntry<K, V> entry = new MyEntry<>(key, value);
        entry.next = prevoius;
        entries[index] = entry;
        return null;
    }

    public K get(K key){
        int index= key.hashCode()%default_length;
        for (MyEntry<K,V> entry= entries[index];entry!=null;entry=entry.next){
            if(entry.getKey().equals(key)){
                return (K)entry.getValue();
            }
        }
        return null;
    }

    private final class MyEntry<K, V> {
        private K key;
        private V value;
        private MyEntry next;

        public MyEntry() {
            super();
        }

        public MyEntry(K key, V value) {
            super();
            this.key = key;
            this.value = value;
        }

        public MyEntry(K key, V value, MyEntry next) {
            super();
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }

        public K getKey() {
            return key;
        }

        public void setKey(K key) {
            this.key = key;
        }

        public V getValue() {
            return value;
        }

        public void setValue(V value) {
            this.value = value;
        }

        public MyEntry getNext() {
            return next;
        }

        public void setNext(MyEntry next) {
            this.next = next;
        }
    }
}

復(fù)雜版:

public class MyHashMap {
    //默認初始化大小 16
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
    //默認負載因子 0.75
    private static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

    //臨界值
    private int threshold;

    //元素個數(shù)
    private int size;

    //擴容次數(shù)
    private int resize;

    private MyEntry[] table;

    public MyHashMap() {
        table = new MyEntry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
        threshold = (int) (DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        size = 0;
    }

    private int index(Object key) {
        //根據(jù)key的hashcode和entry長度取模計算key在entry中的位置
        return key.hashCode() % table.length;
    }

    public void put(Object key, Object value) {
        //key為null時需要特殊處理,為簡化實現(xiàn)忽略null值
        if (key == null) return;
        int index = index(key);
        //遍歷index位置的entry厌丑,若找到重復(fù)key則更新對應(yīng)entry的值定欧,然后返回
        MyEntry entry = table[index];
        while (entry != null) {
            if (entry.getKey().hashCode() == key.hashCode() && (entry.getKey() == key || entry.getKey().equals(key))) {
                entry.setValue(value);
                return;
            }
            entry = entry.getNext();
        }
        //若index位置沒有entry或者未找到重復(fù)的key,則將新key添加到table的index位置
        add(index, key, value);
    }

    private void add(int index, Object key, Object value) {
        //將新的entry放到table的index位置第一個怒竿,若原來有值則以鏈表形式存放
        MyEntry entry = new MyEntry(key, value, table[index]);
        table[index] = entry;
        //判斷size是否達到臨界值砍鸠,若已達到則進行擴容,將table的capacicy翻倍
        if (size++ >= threshold) {
            resize(table.length * 2);
        }
    }

    private void resize(int capacity) {
        if (capacity <= table.length) return;

        MyEntry[] newTable = new MyEntry[capacity];
        //遍歷原table耕驰,將每個entry都重新計算hash放入newTable中
        for (int i = 0; i < table.length; i++) {
            MyEntry old = table[i];
            while (old!=null){
                MyEntry next = old.getNext();
                int index = index(old.getKey());
                old.setNext(newTable[index]);
                newTable[index] = old;
                old=next;
            }
        }
        //用newTable替table
        table = newTable;
        //修改臨界值
        threshold = (int) (table.length * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        resize++;
    }

    public Object get(Object key){
        //這里簡化處理爷辱,忽略null值
        if (key == null) return null;
        MyEntry entry= getEntry(key);
        return entry == null ? null : entry.getValue();
    }

    public MyEntry getEntry(Object key){
        MyEntry entry =table[index(key)];
        while (entry!=null){
            if (entry.getKey().hashCode()==key.hashCode()&&(entry.getKey()==key||entry.getKey().equals(key))){
                return entry;
            }
            entry = entry.getNext();
        }
        return entry;
    }
    public void remove(Object key) {
        if (key == null) return;
        int index = index(key);
        MyEntry pre = null;
        MyEntry entry = table[index];
        while (entry != null) {
            if (entry.getKey().hashCode() == key.hashCode() && (entry.getKey() == key || entry.getKey().equals(key))) {
                if (pre == null) table[index] = entry.getNext();
                else pre.setNext(entry.getNext());
                //如果成功找到并刪除,修改size
                size--;
                return;
            }
            pre = entry;
            entry = entry.getNext();
        }
    }

    public boolean containsKey(Object key) {
        if (key == null) return false;
        return getEntry(key) != null;
    }

    public int size() {
        return this.size;
    }

    public void clear() {
        for (int i = 0; i < table.length; i++) {
            table[i] = null;
        }
        this.size = 0;
    }


    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(String.format("size:%s capacity:%s resize:%s\n\n", size, table.length, resize));
        for (MyEntry entry : table) {
            while (entry != null) {
                sb.append(entry.getKey() + ":" + entry.getValue() + "\n");
                entry = entry.getNext();
            }
        }
        return sb.toString();
    }
}

    final class MyEntry {
        private Object key;
        private Object value;
        private MyEntry next;

        public MyEntry(Object key, Object value, MyEntry next) {
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }

        public Object getKey() {
            return key;
        }

        public void setKey(Object key) {
            this.key = key;
        }

        public Object getValue() {
            return value;
        }

        public void setValue(Object value) {
            this.value = value;
        }

        public MyEntry getNext() {
            return next;
        }

        public void setNext(MyEntry next) {
            this.next = next;
        }
    }
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