在Java中,HashMap
是一种常用的数据结构,用于存储键值对。它的put
方法是最常用的操作之一,本篇博客将深入探讨HashMap
的put
方法,逐步分解每个步骤,以便更好地理解数据的添加过程。
在HashMap
中,元素是通过哈希函数计算得到的哈希码(hash code)来确定存储位置的。put
方法首先会根据键的哈希码计算出存储桶(bucket)的位置。
一旦确定了存储位置,HashMap
会检查该位置是否已经存在元素。如果桶为空,表示该位置还没有元素,可以直接将新的键值对放入桶中。
如果桶不为空,可能发生了哈希碰撞(hash collision),即不同的键计算得到相同的哈希码,需要通过链表或红黑树来解决。这里会根据桶内元素的数量以及HashMap
的阈值来决定是否需要将链表转换为红黑树。
如果发生了冲突,HashMap
会遍历链表或红黑树,检查每个节点的键是否与要添加的键相等。如果找到了相等的键,将会更新对应的值;如果没有找到相等的键,就在链表或红黑树的末尾添加一个新的节点。
在添加元素后,HashMap
会判断当前的负载因子是否超过了阈值,如果超过了,就会触发扩容操作。扩容会创建一个更大的哈希表,并将原有的元素重新分配到新的桶中,以保持哈希表的均匀性。
//测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
HashMap<Object, Object> map = new HashMap<>();
//新建HashMap
map.put(1,1);
//添加数据--->进入此方法
}
}
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
//继续进入方法
}
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
//新建一个节点数组Node[],节点p,整形n,i
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
//如果当前HashMap==null或者数组长度==0
n = (tab = resize()).length;
//扩容---n是当前容量
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
//如果根据当前键计算出的索引位置没有元素
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
//把当前数据创建的新节点放到这个位置
else {
//当前索引位置有元素
Node<K,V> e; K k;
//新建节点e 键类型变量k
if (p.hash == hash &&
//当前键值相等
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//把新节点p赋值给e
else if (p instanceof TreeNode)
//否则 就判断p是不是树节点 是树节点调用树的put
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//不是树节点就是链表
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
//循环
if ((e = p.next) == null) {
//如果当前节点也是尾节点 就把新节点追加到此处
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
//如果节点数>=边界值-1
treeifyBin(tab, hash);
//此时将链表转为红黑树
break;
}
if (e.hash == hash &&
//判断在循环节点过程中如果有键值相等就结束循环-此时e存的是
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
//此时p或许是新节点并且被当前链表尾节点指向了 或许是p的节点的key与新节点的key相等了
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
//把旧值返回
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
//新值覆盖旧值
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//此处++
if (++size > threshold)
//此处判断是否达到边界值 是否扩容
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
HashMap
的put
方法是一个复杂的过程,它涉及到了哈希桶的位置计算、冲突处理、链表转红黑树、键值对的替换与新增,以及在需要的情况下进行扩容等。了解这些步骤能够更好地理解HashMap
的内部工作机制,为使用和优化HashMap
提供了基础。