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HashMap创建和添加元素的基本流程

nanyue 2025-01-02 18:09:15 技术文章 3 ℃

Java中的HashMap是基于哈希表实现的,以下是创建HashMap对象的基本流程:

  1. 声明HashMap对象

使用HashMap类声明一个变量,此时还没有创建实际的哈希表。

HashMap<K, V> map = new HashMap<>();
  1. 初始化

在调用new HashMap<>()时,会进行初始化,这通常包括以下步骤:初始化加载因子(load factor)和初始容量(initial capacity)。加载因子默认为0.75,表示当哈希表中的条目数达到容量与加载因子乘积时,哈希表会进行扩容。初始容量默认为16,即哈希表默认有16个桶(bucket)。

  1. 分配内存

为哈希表分配内存,创建一个数组来存储桶,每个桶最终可以是一个链表或红黑树。

  1. 设置阈值

计算阈值(threshold),即当哈希表中的条目数达到这个值时,需要进行扩容。阈值等于初始容量乘以加载因子。

以下是创建HashMap对象时涉及的详细步骤:

HashMap<K, V> map = new HashMap<>(); // 步骤1:声明HashMap对象

// 步骤2:初始化
// 在内部,以下代码会被执行(伪代码):
loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // 默认为0.75
threshold = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * loadFactor; // 默认容量为16,所以默认阈值为12
table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY]; // 创建一个Entry数组,大小为16

// 步骤3:分配内存
// table数组中的每个位置(bucket)初始为null

// 步骤4:设置阈值
// threshold变量存储了当前哈希表在需要扩容之前的最大条目数

创建HashMap对象后,就可以向其中添加键值对(key-value pairs)。添加元素时,HashMap会使用键的哈希码来确定元素应该存储在哪个桶中,并处理哈希冲突(如链表或红黑树)。

添加元素的过程大致如下:

  1. 计算键的哈希码。
  2. 使用哈希码和数组的长度计算索引。
  3. 如果索引位置的桶为空,则直接将新的键值对放入桶中。
  4. 如果索引位置的桶不为空(即发生哈希冲突),则将新的键值对添加到链表或红黑树中。
  5. 如果添加元素后,哈希表中的条目数超过了阈值,则进行扩容操作,通常是创建一个新的更大的数组,并将所有现有的键值对重新哈希到新数组中。

以上就是HashMap创建和添加元素的基本流程。

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