Java Hashtable实例教程：从初学到精通！

哈喽，各位小伙伴们，你们好呀，我是喵手。

  今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。

  我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

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  如下是Java集合体系架构图，近期几期内容都是围绕该体系进行知识讲解，以便于同学们学习Java集合篇知识能够系统化而不零散。

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前言

  在Java开发中，各种集合类都是必备的工具，Hashtable是其中一种常用的集合类。本文将详细介绍Hashtable的源代码解析、应用场景案例、优缺点分析以及类代码方法介绍等内容，帮助读者更好地理解和使用Hashtable。

摘要

  Hashtable是Java中的一种高效的数据结构，它实现了哈希表的机制。Hashtable中的每一个元素都是一个键值对，其中键用于查找，值用于存储。Hashtable的优点在于查找和插入操作的速度非常快，但是在删除操作和遍历操作上稍微慢一些。

Hashtable

简介

  Hashtable继承自Dictionary类，实现了Map接口。它是一个散列表，里面存储的是一些键值对，每个键对应一个值。Hashtable中的键和值都可以是null，但是在使用时需要注意null的情况。

  Hashtable中的哈希表采用的是拉链式解决冲突的方式，即当发生哈希冲突时，将新的键值对插入到链表的头部。当链表长度大于某个阈值时，将链表转化为红黑树，以提高查找效率。另外，Hashtable的默认初始容量是11，负载因子为0.75。

源代码解析

  Hashtable的源代码中，最重要的是put()和get()方法。put()方法用于在Hashtable中插入一个键值对，get()方法用于获取Hashtable中指定键的值。下面是put()方法和get()方法的源代码实现：

public synchronized V put(K key, V value) {
    // Make sure the value is not null
    if (value == null) {
        throw new NullPointerException();
    }

    // Increase the modCount
    modCount++;

    // Resize the Hashtable if necessary
    if (count >= threshold) {
        resize(2 * table.length);
    }

    // Get the hash code of the key
    int hash = hash(key);

    // Get the index in the table
    int i = indexFor(hash, table.length);

    // Traverse the linked list
    Entry<K,V> e;
    for (e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            return oldValue;
        }
    }

    // Create a new entry and insert it at the beginning of the linked list
    addEntry(hash, key, value, i);

    return null;
}

public synchronized V get(Object key) {
    // Get the hash code of the key
    int hash = hash(key);

    // Get the index in the table
    int i = indexFor(hash, table.length);

    // Traverse the linked list
    Entry<K,V> e;
    for (e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
            return e.value;
        }
    }

    return null;
}

  上面的代码中，hash()方法用于计算键的哈希值，indexFor()方法用于根据哈希值获取键在数组中的下标。put()方法中，当插入的键已经存在时，会更新键对应的值，然后返回旧值；如果插入的键不存在，会新建一个键值对，然后返回null。get()方法中，如果查找到了指定的键，则返回对应的值，否则返回null。

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应用场景案例

  Hashtable可以用于实现缓存、计数器等功能。下面是一个简单的示例，用于统计一段文本中每个单词出现的次数：

Hashtable<String, Integer> map = new Hashtable<>();
String text = "Hello world, hello Java. World is big, and Java is great!";

// Split the text into words
String[] words = text.split("[^\\w']+");

// Count the number of occurrences of each word
for (String word : words) {
    if (map.containsKey(word)) {
        map.put(word, map.get(word) + 1);
    } else {
        map.put(word, 1);
    }
}

// Print the result
for (String word : map.keySet()) {
    System.out.println(word + ": " + map.get(word));
}

  在上面的代码中，我们使用Hashtable统计了一段文本中每个单词出现的次数。通过分割文本，然后使用Hashtable记录每个单词的出现次数，最后输出结果。

测试结果如下：

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代码分析

  如上案例是一个使用Hashtable实现单词计数的示例程序。

  首先，定义了一个Hashtable，用于存储单词及其出现次数。然后，定义了一个字符串text，用于存储需要进行单词计数的文本。接下来，通过split()方法将text字符串按照非单词字符进行拆分，得到一个字符串数组words，其中每个元素都是一个单词。在遍历words数组的过程中，使用Hashtable实现单词计数操作，统计每个单词出现的次数。最后，遍历Hashtable，输出每个单词及其出现次数。

优缺点分析

  Hashtable的优点在于查询和插入操作非常快，因为它采用了哈希表的机制，可以快速定位到指定的键对应的值。同时，Hashtable的实现是线程安全的，也就是说多个线程可以同时访问一个Hashtable对象，不会出现数据不一致的情况。

  然而，Hashtable也存在一些缺点。首先，Hashtable的初始容量比较小，当需要存储大量的键值对时，需要频繁地进行扩容操作，降低了性能。其次，Hashtable在删除和遍历操作上的效率比较低，因为它需要遍历链表或红黑树，才能找到指定的键值对。此外，Hashtable的迭代器不是快速失败的，也就是说，在迭代Hashtable时，如果在迭代过程中进行了修改操作，可能会导致·ConcurrentModificationException·异常。

类代码方法介绍

  Hashtable类中最常用的方法是put()和get()方法，它们用于插入和查找键值对。除此之外，Hashtable还有其他的方法，下面是一些常用的方法介绍：

• clear()：清空Hashtable中的所有键值对；
• containsKey(Object key)：判断Hashtable中是否存在指定的键；
• containsValue(Object value)：判断Hashtable中是否存在指定的值；
• elements()：返回Hashtable中的所有值，并且顺序与keys()方法返回的顺序相同； -isEmpty()：判断Hashtable是否为空；
• keys()：返回Hashtable中的所有键；
• remove(Object key)：删除Hashtable中指定的键值对；
• size()：返回Hashtable中键值对的数量；
• toString()：返回Hashtable的字符串表示。

测试用例

  下面是一个简单的测试用例，用于测试Hashtable中put()和get()方法的正确性：

测试代码演示

package com.example.javase.collection;

import java.util.Hashtable;

/**
 * @author ms
 * @date 2023/10/25 16:26
 */
public class HashtableTest {
    public static void main(String[] args) {
        Hashtable<String, Integer> map = new Hashtable<>();
        map.put("a", 1);
        map.put("b", 2);
        map.put("c", 3);

        System.out.println(map.size() == 3);
        System.out.println(map.get("a") == 1);
        System.out.println(map.get("b") == 2);
        System.out.println(map.get("c") == 3);

        System.out.println(map.put("a", 10) == 1);
        System.out.println(map.get("a") == 10);

        map.remove("b");
        System.out.println(map.size() == 2);

        System.out.println(map.containsKey("b") == false);
    }
}

  在上面的代码中，我们首先创建了一个Hashtable对象，然后插入了三个键值对。接着，我们使用assert语句进行断言，测试插入和查找操作的正确性。最后，删除了一个键值对，并对Hashtable的大小和是否包含指定的键进行了验证。

测试结果

  根据如上测试用例，本地测试结果如下，仅供参考，你们也可以自行修改测试用例或者添加更多的测试数据或测试方法，进行熟练学习以此加深理解。

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测试代码分析

  根据如上测试用例，在此我给大家进行深入详细的解读一下测试代码，以便于更多的同学能够理解并加深印象。

  如上测试用例实现了对 Hashtable 的基本操作，包括添加键值对，获取键值对，修改键值对，删除键值对和判断是否存在某个键等。具体分析如下：

1. 创建了一个 Hashtable 实例对象 map，并向其中加入了三个键值对 ("a", 1)、("b", 2)、("c", 3)。
2. 通过 size() 方法判断 map 的大小是否为 3。
3. 通过 get() 方法获取键为 "a"、"b"、"c" 的值，并分别与 1、2、3 进行比较，判断是否相等。
4. 通过 put() 方法将键为 "a" 的值从 1 修改为 10，并判断修改前的值是否为 1。
5. 通过 remove() 方法删除键为 "b" 的键值对，并通过 size() 方法判断 map 的大小是否为 2。
6. 通过 containsKey() 方法判断键为 "b" 的键值对是否存在，期望结果为 false。

  总之，这段代码演示了 Hashtable 的基本用法，包括添加、获取、修改、删除和判断键值对是否存在等。同时，Hashtable 是一个线程安全的类，因此在多线程环境中使用较为安全。

全文小结

  本文详细介绍了Java中的Hashtable，包括它的基本概念、源代码解析、应用场景案例、优缺点分析、方法介绍和测试用例等内容。希望通过本文，读者能够更好地理解和使用Hashtable。

总结

  本文深入介绍了Java中的Hashtable，包括其基本概念、源代码解析、应用场景案例、优缺点分析、方法介绍和测试用例等内容。Hashtable是一种高效的数据结构，实现了哈希表的机制，对于查询和插入操作非常快。然而，它也存在一些缺点，例如初始容量比较小、删除和遍历操作效率低等。在实际应用中，Hashtable可以用于实现缓存、计数器等功能。除了常用的put()和get()方法外，Hashtable还提供了其他方法，例如keys()、containsKey()、size()等。为了测试Hashtable的正确性，本文还提供了一个简单的测试用例。通过本文的介绍，读者能够更好地理解和使用Hashtable。

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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