Java Se ：Map 系列

 之前对Java Se中的线性表作了简单的说明。这一篇就来看看Map。

Map系列的类，并不是说所有的类都继承了Map接口，而是说他们的元素都是以<Key, Value>形式设计的。

Dictionary

这个类现在不推荐使用了，但也有必要说一下，在它的描述中，有这么一句：Any non-null object can be used as a key and as a value。

现在都改用Map接口了。

Map

这个接口用于替换Dictionary的。这种集合提供了三种视图方式：

1）a set of keys

2）collection of Values

3）set of Entry<key, value>

Hashtable

这个类继承了Dictionary实现了Map。下面就重点看看这个类如何实现。

 

从这里看Hashtable是一个数组，数组的元素是Entry。

在看看Entry的设计：

 

这个Entry是一个单链表。

所以Hashtable的数据结构就可以认为是这样的：

 

为什么会这样设计？

以为硬件的原因，支持数组和链表两种形式，所以其他的数据结构（集合）都是基于这两类基础结构实现的。

Hashtable的设计，关键一点是hash,它计算的是key的hash，通过key的hashcode来计算这个元素所在的单链表在数组中的索引，然后根据索引取到单链表，然后进行其他的操作。

接下来看看它的几个重要方法如何实现：

put

public synchronized V put(K key, V value) {

   // Make sure the value is not null

   if (value == null) {

       throw new NullPointerException();

   }

 

   // 如果key已经在这个hashtable中存在，就覆盖原有的value，并返回原有的value。

   // 从这一小段代码中，我们就可以看出hashtable的结构确实如上面所想的那样。

Entry tab[] = table;

   int hash = key.hashCode();

   int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

   for (Entry<K,V> e = tab[index] ; e != null ; e = e.next) {

       if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {

      V old = e.value;

      e.value = value;

      return old;

       }

   }

 

   modCount++;

   if (count >= threshold) {

       // Rehash the table if the threshold is exceeded

       rehash();

 

            tab = table;

            index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

   }

 

   // 如果不存在，就把key value 封装成一个Entry，然后插入到相应位置

// 在之前的代码中已经计算出它的索引了，接下来的任务就是把entry插入到数组索引位置处的单链表里。插入的时候是从头部插入的。

  Entry<K,V> e = tab[index];

   tab[index] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);

   count++;

   return null;

    }

 

  

常用的方法get(key),remove(key)的方法就不分析了，因为没有必要，只要你了解了这个数据结构，自己就可以实现它的几个常用的方法。

keys

 

 

拿到的结果其实是一个枚举器（不过这个枚举器比较特殊，实现了Enumeration接口和Iterable接口），并不是一个集合。

同样的道理，elements也是如此，拿到的结果是一个遍历value的枚举器。

HashMap

HashMap的存储结构如下图所示，因为源码部分太多，所以就截了这么一张图，但也足够说明问题了：

 

从图上很容易看出，HashMap也是使用了数组实现的，数组中的元素是Node，再看看Node的设计：

 

Node也是一个单链表，看来HashMap与Hashtable在结构上是基本一致的。

也就是说他的模型也是下面图中所示：

 

如果说HashMap的结构只是这个样子的话，就没有必要存在了。为什么这么说呢，关键点还是在Node上，看看他的两个子类：

 

Entry:

每个节点又添加了一两个引用：before,after，这样一来结构就可以猜想为：

但其实并不是这个样子的，会根据hashcode进行一些算法处理，形成链式结构，也就是LinkedHashMap了。

如果有兴趣可以了解一些LinkedHashMap是如何实现的。

TreeNode：

 

每个节点都可以是一个树。就让结构变得更为复杂了。