集合和HashMap（二）

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2023-10-13 12:55:10

深入了解 HashMap：Java 中高效存储键值对的数据结构

在 Java 中，HashMap 是一种广泛使用的集合框架，它实现了 Map 接口，为键值对的存储和检索提供了一种高效的解决方案。深入了解 HashMap 的内部结构和最佳实践对于有效利用它并创建健壮的应用程序至关重要。

HashMap 的内部结构：揭秘其哈希表

HashMap 使用哈希表来存储键值对。哈希表是一个数组，其中每个元素都是一个 LinkedList，用于存储具有相同哈希码的键值对。哈希码是通过键的对象调用 hashCode() 方法生成的。

哈希函数：将键映射到哈希码的桥梁

hashCode() 方法对于 HashMap 的有效性至关重要。它将键映射到一个哈希码，该哈希码用于确定键值对在哈希表中的位置。一个好的哈希函数应将不同的键映射到不同的哈希码，以避免冲突。

冲突处理：应对哈希表碰撞

当多个键映射到相同的哈希码时，就会发生冲突。HashMap 通过使用 LinkedList 来解决冲突。所有具有相同哈希码的键值对都存储在同一个 LinkedList 中。

获取和设置元素：访问 HashMap 中的数据

要获取 HashMap 中的元素，可以使用 get() 方法。该方法根据指定的键返回与该键相关联的元素。要设置一个元素，可以使用 put() 方法。该方法将一个键值对添加到 HashMap 中，如果键已存在，则用新值替换旧值。

优化 HashMap 使用：提升应用程序性能

为了有效使用 HashMap，这里有一些最佳实践：

选择合适的初始大小： HashMap 的初始大小决定了哈希表的初始大小。选择一个接近预期大小的初始大小可以提高性能。
使用自定义的比较器和哈希函数： 对于自定义对象，可以实现自己的比较器和哈希函数来改善性能。
避免频繁的 put() 和 remove() 操作： 频繁的 put() 和 remove() 操作会降低 HashMap 的性能，因为它们需要重新哈希和调整哈希表。
使用 computeIfAbsent() 和 computeIfPresent()： computeIfAbsent() 和 computeIfPresent() 方法提供了一种线程安全的方法来计算和设置值，而无需显式锁定。
使用 entrySet() 和 keySet()： entrySet() 和 keySet() 方法可以轻松访问 HashMap 中的键和值。

示例代码：了解 HashMap 的实际应用

// 创建一个 HashMap
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

// 向 HashMap 中添加一个键值对
map.put("name", 1);

// 从 HashMap 中获取一个值
Integer value = map.get("name");

// 移除一个键值对
map.remove("name");