第36天

Java HashMap

HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。

HashMap 实现了 Map 接口，根据键的 HashCode 值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为 null，不支持线程同步。

HashMap 是无序的，即不会记录插入的顺序。

HashMap 继承于AbstractMap，实现了 Map、Cloneable、java.io.Serializable 接口。

HashMap 的 key 与 value 类型可以相同也可以不同，可以是字符串（String）类型的 key 和 value，也可以是整型（Integer）的 key 和字符串（String）类型的 value。

HashMap 是 Java 集合框架中的一个重要类，它实现了 Map 接口，用于存储键值对（key-value pairs）。HashMap 提供了高效的键值对存储和查找功能，并且允许使用 null 值和 null 键。

实现原理

HashMap 使用哈希表（Hash Table）数据结构来存储键值对。哈希表通过使用哈希函数将键转换为哈希码（hash code），然后根据哈希码将键值对存储在适当的桶（bucket）中。当需要查找某个键时，HashMap 会使用相同的哈希函数计算键的哈希码，然后直接定位到相应的桶中，从而实现快速的查找。

主要方法

• put(Object key, Object value): 将指定的键值对插入到 HashMap 中。
• get(Object key): 返回指定键所映射的值，如果此映射不包含该键的映射关系，则返回 null。
• remove(Object key): 如果存在一个键的映射关系，则将其从此映射中移除。
• containsKey(Object key): 如果此映射包含指定键的映射关系，则返回 true。
• containsValue(Object value): 如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回 true。
• size(): 返回此映射中的键值对数。
• isEmpty(): 如果此映射未包含键值对关系，则返回 true。

注意事项

1. 线程安全性：HashMap 不是线程安全的。如果多个线程同时访问一个 HashMap，并且至少一个线程修改了该映射，则必须手动同步各个线程对 HashMap 的访问。
2. null 值和 null 键：HashMap 允许一个 null 键和多个 null 值。但是，如果使用 null 键，则无法通过 get() 方法准确判断该键是否真的存在，因为 get(null) 可能返回 null，也可能返回与 null 键关联的值。
3. 哈希冲突：当两个不同的键产生相同的哈希码时，会发生哈希冲突。HashMap 使用链表和红黑树来处理哈希冲突，当链表长度超过一定阈值时，链表会转换为红黑树，以提高查找效率。
4. 性能：HashMap 的性能主要取决于哈希函数的质量和桶的数量。如果哈希函数的质量较差，或者桶的数量不足，则可能导致哈希冲突频繁，从而降低 HashMap 的性能。
5. 遍历：遍历 HashMap 时，键值对的顺序是不确定的，因此不能依赖于特定的顺序。

用途

HashMap 广泛用于需要快速查找和插入键值对的应用场景，例如缓存、数据库查询结果存储、配置参数存储等。由于其高效的性能和灵活性，HashMap 是 Java 编程中非常常用的数据结构之一。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class HashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 HashMap
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

        // 添加键值对
        map.put("Apple", 1);
        map.put("Banana", 2);
        map.put("Cherry", 3);

        // 获取值
        int value = map.get("Banana");
        System.out.println(value); // 输出: 2

        // 判断键是否存在
        boolean containsKey = map.containsKey("Apple");
        System.out.println(containsKey); // 输出: true

        // 判断值是否存在
        boolean containsValue = map.containsValue(3);
        System.out.println(containsValue); // 输出: true

        // 删除键值对
        map.remove("Cherry");

        // 遍历 HashMap
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
        // 输出:
        // Apple: 1
        // Banana: 2
    }
}

这段代码展示了如何创建、添加、获取、判断键值对是否存在、删除和遍历 HashMap。在 main 方法中，我们首先创建了一个 HashMap，然后添加了三个键值对。接着，我们获取了键为 "Banana" 的值，并判断了键 "Apple" 和值 3 是否存在。然后，我们删除了键为 "Cherry" 的键值对。最后，我们遍历了 HashMap 中的所有键值对，并打印出了结果。

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