Class HashMap
Type Parameters: K — the type of keys maintained by this map V — the type of mapped values All Implemented Interfaces: Serializable , Cloneable , Map Direct Known Subclasses: LinkedHashMap , PrinterStateReasons
Hash table based implementation of the Map interface. This implementation provides all of the optional map operations, and permits null values and the null key. (The HashMap class is roughly equivalent to Hashtable , except that it is unsynchronized and permits nulls.) This class makes no guarantees as to the order of the map; in particular, it does not guarantee that the order will remain constant over time.
This implementation provides constant-time performance for the basic operations ( get and put ), assuming the hash function disperses the elements properly among the buckets. Iteration over collection views requires time proportional to the «capacity» of the HashMap instance (the number of buckets) plus its size (the number of key-value mappings). Thus, it’s very important not to set the initial capacity too high (or the load factor too low) if iteration performance is important.
An instance of HashMap has two parameters that affect its performance: initial capacity and load factor. The capacity is the number of buckets in the hash table, and the initial capacity is simply the capacity at the time the hash table is created. The load factor is a measure of how full the hash table is allowed to get before its capacity is automatically increased. When the number of entries in the hash table exceeds the product of the load factor and the current capacity, the hash table is rehashed (that is, internal data structures are rebuilt) so that the hash table has approximately twice the number of buckets.
As a general rule, the default load factor (.75) offers a good tradeoff between time and space costs. Higher values decrease the space overhead but increase the lookup cost (reflected in most of the operations of the HashMap class, including get and put ). The expected number of entries in the map and its load factor should be taken into account when setting its initial capacity, so as to minimize the number of rehash operations. If the initial capacity is greater than the maximum number of entries divided by the load factor, no rehash operations will ever occur.
If many mappings are to be stored in a HashMap instance, creating it with a sufficiently large capacity will allow the mappings to be stored more efficiently than letting it perform automatic rehashing as needed to grow the table. Note that using many keys with the same hashCode() is a sure way to slow down performance of any hash table. To ameliorate impact, when keys are Comparable , this class may use comparison order among keys to help break ties.
Note that this implementation is not synchronized. If multiple threads access a hash map concurrently, and at least one of the threads modifies the map structurally, it must be synchronized externally. (A structural modification is any operation that adds or deletes one or more mappings; merely changing the value associated with a key that an instance already contains is not a structural modification.) This is typically accomplished by synchronizing on some object that naturally encapsulates the map. If no such object exists, the map should be «wrapped» using the Collections.synchronizedMap method. This is best done at creation time, to prevent accidental unsynchronized access to the map:
Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(. ));
The iterators returned by all of this class’s «collection view methods» are fail-fast: if the map is structurally modified at any time after the iterator is created, in any way except through the iterator’s own remove method, the iterator will throw a ConcurrentModificationException . Thus, in the face of concurrent modification, the iterator fails quickly and cleanly, rather than risking arbitrary, non-deterministic behavior at an undetermined time in the future.
Note that the fail-fast behavior of an iterator cannot be guaranteed as it is, generally speaking, impossible to make any hard guarantees in the presence of unsynchronized concurrent modification. Fail-fast iterators throw ConcurrentModificationException on a best-effort basis. Therefore, it would be wrong to write a program that depended on this exception for its correctness: the fail-fast behavior of iterators should be used only to detect bugs.
This class is a member of the Java Collections Framework.
Структуры данных в картинках. HashMap
Продолжаю попытки визуализировать структуры данных в Java. В предыдущих сериях мы уже ознакомились с ArrayList и LinkedList, сегодня же рассмотрим HashMap.
HashMap — основан на хэш-таблицах, реализует интерфейс Map (что подразумевает хранение данных в виде пар ключ/значение). Ключи и значения могут быть любых типов, в том числе и null. Данная реализация не дает гарантий относительно порядка элементов с течением времени. Разрешение коллизий осуществляется с помощью метода цепочек.
Создание объекта
- table — Массив типа Entry[], который является хранилищем ссылок на списки (цепочки) значений;
- loadFactor — Коэффициент загрузки. Значение по умолчанию 0.75 является хорошим компромиссом между временем доступа и объемом хранимых данных;
- threshold — Предельное количество элементов, при достижении которого, размер хэш-таблицы увеличивается вдвое. Рассчитывается по формуле (capacity * loadFactor);
- size — Количество элементов HashMap-а;
// Инициализация хранилища в конструкторе // capacity - по умолчанию имеет значение 16 table = new Entry[capacity]; 
Вы можете указать свои емкость и коэффициент загрузки, используя конструкторы HashMap(capacity) и HashMap(capacity, loadFactor). Максимальная емкость, которую вы сможете установить, равна половине максимального значения int (1073741824).
Добавление элементов
- Сначала ключ проверяется на равенство null. Если это проверка вернула true, будет вызван метод putForNullKey(value) (вариант с добавлением null-ключа рассмотрим чуть позже).
static int hash(int h) < h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); > Комментарий из исходников объясняет, каких результатов стоит ожидать — метод hash(key) гарантирует что полученные хэш-коды, будут иметь только ограниченное количество коллизий (примерно 8, при дефолтном значении коэффициента загрузки).
В моем случае, для ключа со значением »0» метод hashCode() вернул значение 48, в итоге:
h ^ (h >>> 20) ^ (h >>> 12) = 48 h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4) = 51 static int indexFor(int h, int length)
При значении хэша 51 и размере таблице 16, мы получаем индекс в массиве:
if (e.hash == hash && (e.key == key || key.equals(e.key)))
void addEntry(int hash, K key, V value, int index) < Entrye = table[index]; table[index] = new Entry(hash, key, value, e); . > 
Для того чтобы продемонстрировать, как заполняется HashMap, добавим еще несколько элементов.
- Пропускается, ключ не равен null
h ^ (h >>> 20) ^ (h >>> 12) = 106054 h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4) = 99486 
- Все элементы цепочки, привязанные к table[0], поочередно просматриваются в поисках элемента с ключом null. Если такой элемент в цепочке существует, его значение перезаписывается.
- Пропускается, ключ не равен null
h ^ (h >>> 20) ^ (h >>> 12) = 104100 h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4) = 101603 // В table[3] уже хранится цепочка состоящая из элемента ["0", "zero"] Entry e = table[index]; // Новый элемент добавляется в начало цепочки table[index] = new Entry(hash, key, value, e); 
Resize и Transfer
Когда массив table[] заполняется до предельного значения, его размер увеличивается вдвое и происходит перераспределение элементов. Как вы сами можете убедиться, ничего сложного в методах resize(capacity) и transfer(newTable) нет.
void resize(int newCapacity) < if (table.length == MAXIMUM_CAPACITY) < threshold = Integer.MAX_VALUE; return; >Entry[] newTable = new Entry[newCapacity]; transfer(newTable); table = newTable; threshold = (int)(newCapacity * loadFactor); > Метод transfer() перебирает все элементы текущего хранилища, пересчитывает их индексы (с учетом нового размера) и перераспределяет элементы по новому массиву.
Если в исходный hashmap добавить, скажем, еще 15 элементов, то в результате размер будет увеличен и распределение элементов изменится.
Удаление элементов
У HashMap есть такая же «проблема» как и у ArrayList — при удалении элементов размер массива table[] не уменьшается. И если в ArrayList предусмотрен метод trimToSize(), то в HashMap таких методов нет (хотя, как сказал один мой коллега — «А может оно и не надо?«).
Небольшой тест, для демонстрации того что написано выше. Исходный объект занимает 496 байт. Добавим, например, 150 элементов.
Теперь удалим те же 150 элементов, и снова замерим.
Как видно, размер даже близко не вернулся к исходному. Если есть желание/потребность исправить ситуацию, можно, например, воспользоваться конструктором HashMap(Map).
hashmap = new HashMap(hashmap); Итераторы
HashMap имеет встроенные итераторы, такие, что вы можете получить список всех ключей keySet(), всех значений values() или же все пары ключ/значение entrySet(). Ниже представлены некоторые варианты для перебора элементов:
Инструменты для замеров — memory-measurer и Guava (Google Core Libraries).
Пример использования hashmap java
“Анна Ивановна Решетникова, 4211 717171” И как они собирались хранить такой номер паспорта в типе Integer? Тем самым показав, что номер паспорта хранить в базе данных как число — это не лучшая идея. Так как номера паспорта могут содержать дефисы, пробелы, буквы и т.д. Поправьте меня, если я не прав. Иначе у меня вопросы к господину Милану.
Скажите, почему хронология вывода на экран поменялась?
Получение списка всех ключей и значений Еще одна удобная особенность HashMap — можно по-отдельности получить список всех ключей и всех значений. Для этого используются методы keySet() и values() Для чего в примере создаются Set и ArrayList? Если в sout можно прямо вызвать методы keySet() и values()?
Возможно ли в HashMap переопределить метод toString() и если да, то каким образом? P/S: Спросил нынче модный ChatGPT, так он какую-то чушь городит: то пишет можно и даёт нерабочие коды, каждый раз разные, то пишет что нельзя потому что HashMap происходит от абстрактного класса. Хотя я уже понял что верить ему нельзя во всем, на вопрос можно ли реализовать в Java множественное наследование (не через интерфейсы) он бодро рапортовал, что конечно можно и вывалил код типа public сlass A extends B, C, который естественно не работает. Извините за возможный оффтоп. Так что роботы пока не завоюют мир, поэтому, вопрос по toString() все еще актуален. )