1、为什么需要HashMap
前面我们说了ArrayList和LinkedList,它们对容器内的对象都能实现增、删、改、查、遍历等操作,
并且对应不同的情况,我们可以选择不同的List,用以提高效率。从功能上来说,这个容器已经设计得很好了,
为什么我们还要HashMap呢?接下来,让我们细细地分析:
在程序中,我们最常用的动作就是存数据和取数据,存数据就是把数据存起来(包括插入数据和增加数据),
取数据就是找到我们存进去的数据(查找数据),下面从这两个方面来分析一下ArrayList和LinkedList的问题。
- ArrayList在增加数据和按下标获取数据效率高。
- LinkedList在插入数据和删除数据方面效率比较高。
提出问题:能不能有一种容器能在它存数据的时候很快,查找数据的时候也很快呢?
新的需求:事物之间都是有关联的。ArrayList是靠下标来关联数据的,这种关联太单一了,
无法完美的适应OO编程环境,面向对象编程就是要把世间万物都用对象包装起来,
我们把这些对象都只与数字(0、1、2)关联起来,也太单调了,也太没有颜色了。
世间是多彩的,基于这种情况,我们就提出:
能不能使其他的事物也与我们的对象关联起来呢?(比如说,我们用汽车牌号码关联汽车,用身份证号码关联人)
当然同时满足上面提出的条件(能不能有一种容器能在它存数据的时候很快,查找数据的时候也很快呢?),
那就非常完美了。
程序袁的回答:是的,我们能过设计出这种容器,他将马上风靡全球。
2、HashMap实现原理
先看看下面这两张图
表1这是HashMap的两种存储模式表二
下面解释这两种表存储对象的原理
首先理解两个概念:
- hashcode(散列码):现在只需要知道hashcode是返回一个整数。
- equal(相等):现在只需要知道equal在两个逻辑上面相等的对象的时候返回true,
例如:new student(1,"aa");和new student(1,"aa")是两个相等的对象,如果用object里面的equal来判断
这两个对象结果是不相等的。
存储数据的分析:
现在有以下几个对象:
a=newnew student(1,"aa"); b=new student(4,"aa");
c=new student(2,"aa");d=new student(1,"aa")
现在假设a对象的hashcode是5,b的hashcode是17,假设 c的hashcode是10,,
因为一些规则的原因(在hashcode这一章会重点解析),d的hashcode必须是5;接下来我们就对
这些数据进行存储。先对表一进行存储:int index=hashcode()%12--------这个12是值这个表的大小。
先存a,那么a对象放在5这个位置,接下来存b,此时经过int index=hashcode()%12,
也会存储到5这个位置,但是此时此刻,5这个位置已经有数据了,,接下来判断这个a对象
跟b对象是否相等,现在是不想等,那我们就把这个b对象放到右边这个非常小的格子里面的第一个格子,
接下来存储c对象,把c放在10这个地方,再接下来存储d,经过计算吗,d会存储到5这个位置,
但是此时此刻,5这个位置已经有数据了,接下来判断这个a对象跟b对象是否相等,现在是相等,
那我们就把d这个对象替换掉原来a的对象。
存储结果如下图:
注意5这个位置的元素的替换
接下来对表二的存储方式进行分析:公式也是一样的int index=hashcode()%12,先存a,那么a对象放在5这个位置,
接下来存b,此时经过int index=hashcode()%12,也会存储到5这个位置,但是此时此刻,
5这个位置已经有数据了,接下来判断这个a对象跟b对象是否相等,现在是不想等,
那我们就把这个b对象放在5这个位置接在a的对象后面,接下来存储c对象,把c放在10这个地方,
再接下来存储d,经过计算吗,d会存储到5这个位置,但是此时此刻,5这个位置已经有数据了,
接下来是遍历5这一条链路的数据,看看是否有相等的对象,现在找到a这个对象是相等的,
那我们就把d这个对象替换掉原来a的对象。存储结果如下图。
注意5这个位置a和d的替换
查找数据的分析:
以上是存储对象时的分析,接下来是查找对象的分析,(以下分析是针对表一进行分析的)现在我要查找三个对象,
x=newnew student(1,"aa"), y=newnew student(3,"aa"),z=new student(4,"aa"),
由相等的对象必须有相同的hashcode这个条件的限制(先不管为什么有这个霸道的条件,后面会解析),
我们可知x的hashcode的为5,z的hashcode为17,y的hashcode我们就随便取一个,假设为10,
(为什么不同的对象会有相同的hashcode?这样行吗?合理吗?后面会解析)。接下来我们就来查找对象了。
先查找x,经过int index=hashcode()%12计算,是第5格,此时有数据,接下来判断这两个对象是否相等,
此时相等,那么我们就找到了这个对象。接下来查找y,经过int index=hashcode()%12计算是第10个,
此时有数据,接下来判断这两个对象是否相等,此时不相等,然后就到右边那个
非常小的格子里面一个一个的判断是否相等,我们遍历一遍后,发现没有相等的,此时我们得出结论,没有这个数据,
再接下来找z,经过int index=hashcode()%12计算是第10个,此时有数据,接下来判断这两个对象是否相等,此时不相等,
然后就到右边那个非常小的格子里面一个一个的判断是否相等,在遍历的时候,
我们发现第一个就是相等的,那我们就找到了这个数据。
3、总结HashMap的主要特点
- 如果我们不知道下标,相比ArrayList和LinkedList,hashMap有具有非常快的查找能力
- hashMap不仅能够形成键值对,这个是一个非常好的关系