从 JDK 1.8 HashTable 源码解析深入了解散列表

2023-11-22 16:08:33

对于任何程序员来说，散列表都是数据结构领域一个至关重要的概念。它们以其在查找、插入和删除操作中的高效性而闻名，这使得它们在许多不同的应用程序中非常有用。在本文中，我们将深入研究 Java 开发套件 (JDK) 1.8 中 HashTable 类的源代码，以了解其内部工作原理并揭示它的强大功能。

HashTable 简介

HashTable 是 Java Collections Framework 中一个重要的类，它实现了 Map 接口。它使用哈希函数将键映射到值，从而允许快速查找、插入和删除操作。HashTable 不同于 HashMap，它是非同步的，这意味着它不适合在多线程环境中使用。

源码解析

类层次结构

public class HashTable<K,V>
    extends Dictionary<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

HashTable 类继承自抽象类 Dictionary 并实现了 Map、Cloneable 和 Serializable 接口。Dictionary 类提供了存储和检索键值对的基本功能，而 Map 接口则提供了更全面的映射功能，包括 put、get 和 remove 等方法。

哈希函数

HashTable 使用哈希函数将键映射到存储桶数组中的索引。该哈希函数是通过调用 Object.hashCode() 方法来计算的，该方法返回该对象的哈希码。然后，该哈希码使用按位异或运算符 ^ 与数组大小减一进行异或运算，以获得数组中的索引。

int hash(Object key) {
    int h = key.hashCode();
    return (h ^ (h >>> 16)) & (length - 1);
}

存储桶数组

HashTable 使用一个存储桶数组来存储键值对。存储桶是一个链表，其中包含具有相同哈希码的键值对。当使用 put 方法向表中添加新条目时，该条目将添加到与键的哈希码相对应的存储桶中。

transient Entry<?,?>[] table;

查找、插入和删除

HashTable 提供了高效的查找、插入和删除操作。要查找一个值，该表首先使用哈希函数计算键的哈希码，然后遍历与该哈希码相对应的存储桶以查找该键。要插入一个新条目，该表将它添加到与键的哈希码相对应的存储桶中。要删除一个条目，该表将它从与键的哈希码相对应的存储桶中删除。

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

public V get(Object key) {
    Entry<K,V> tab[];
    int hash = hash(key);
    int index = (hash & (tab.length - 1));
    for (Entry<K,V> e = tab[index]; e != null; e = e.next) {
        if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
            return e.value;
        }
    }
    return null;
}

public V remove(Object key) {
    Entry<K,V> tab[];
    int hash = hash(key);
    int index = (hash & (tab.length - 1));
    for (Entry<K,V> e = tab[index], prev = null; e != null; e = e.next) {
        if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {
            if (prev != null) {
                prev.next = e.next;
            } else {
                tab[index] = e.next;
            }
            return e.value;
        }
        prev = e;
    }
    return null;
}