HashMap构造方法与内部机制解析

"这篇文章除了介绍HashMap的四种构造方法外，还深入解析了HashMap的数据结构、关键属性以及put过程。" HashMap是Java中一个非常重要的数据结构，它是基于哈希表实现的Map接口的实例，允许使用null作为键和值。HashMap不保证映射的顺序，并且在Jdk1.8中采用了数组加链表加红黑树的结构来解决哈希冲突。 HashMap的数据结构： 在Jdk1.8中，HashMap的内部结构由数组（Bucket）和链表或红黑树组成。数组中的每个元素都指向一个链表或红黑树，这些链表或树存储着具有相同哈希值的不同键值对。当多个键的哈希值相同时，它们会被放在同一个数组位置对应的链表或红黑树中。 关键属性： 1. capacity（容量）：HashMap中桶的数量，默认为16。容量始终为2的幂次方，如第一次扩容会变为64，之后每次扩容都是原容量的两倍。 2. size：表示HashMap中键值对的数量。 3. loadFactor（装载因子）：衡量HashMap满的程度，默认值为0.75f。当size大于capacity * loadFactor时，HashMap会触发扩容。 4. threshold：扩容的触发点，等于capacity * loadFactor。 HashMap的构造方法： 文章提到了四种构造方法，其中一种是`this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);`，它接受一个自定义的初始容量和默认的装载因子0.75f。在创建HashMap时，会检查传入的容量是否合法（即是否为2的幂），如果不合法，会调整为最接近的2的幂。然后根据容量和装载因子计算阈值。 Hash()函数： HashMap使用Key的`hashCode()`方法计算哈希值，然后通过哈希函数（Hash()）进一步优化，减少冲突的可能性。只有哈希值超过2的16次方时，Hash()函数才会发挥作用。 Resize()函数： 当HashMap的size超过阈值时，Resize()函数会被调用来扩容。扩容时，新的容量会是原来的两倍，已有的元素会重新计算哈希值并放置在新的数组中，保持原有的相对位置。 HashMap的put过程： 1. 放入键值对时，首先通过Key的`hashCode()`计算哈希值，然后通过Hash()函数确定在数组中的位置。 2. 如果该位置已有元素，可能需要进行链表或红黑树的插入操作。 3. 插入完成后，size增加，若达到阈值，触发扩容。 总结： HashMap是一种高效的存储和查找键值对的数据结构，其内部通过哈希算法和数据结构优化来处理冲突。了解其构造方法、数据结构、关键属性及put过程对于理解和优化HashMap的性能至关重要。在实际开发中，根据负载因子和容量选择合适的HashMap实例可以提高程序的运行效率。