說到集合類,之前介紹的ArrayList類,HashMap可能是大家日常用的最多的類,但是對于另一個集合類 LinkedHashMap,可能大家用的不多,但是這種鏈式哈希集合,有些情況確實特別好用。
1、LinkedHashMap 定義
LinkedHashMap 是基于 HashMap 實現的一種集合,具有 HashMap 集合上面所說的所有特點,除了 HashMap 無序的特點,LinkedHashMap 是有序的,因為 LinkedHashMap 在 HashMap 的基礎上單獨維護了一個具有所有數據的雙向鏈表,該鏈表保證了元素迭代的順序。
所以我們可以直接這樣說:LinkedHashMap = HashMap + LinkedList。LinkedHashMap 就是在 HashMap 的基礎上多維護了一個雙向鏈表,用來保證元素迭代順序。
更形象化的圖形展示可以直接移到文章末尾。
public class LinkedHashMap< K,V >
extends HashMap< K,V >
implements Map< K,V >
2、字段屬性
①、Entry
static class Entry< K,V > extends HashMap.Node< K,V > {
Entry< K,V > before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node< K,V > next) {
super(hash, key, value, next);
}
}
LinkedHashMap 的每個元素都是一個 Entry,我們看到對于 Entry 繼承自 HashMap 的 Node 結構,相對于 Node 結構,LinkedHashMap 多了 before 和 after 結構。
下面是Map類集合基本元素的實現演變。
LinkedHashMap 中 Entry 相對于 HashMap 多出的 before 和 after 便是用來維護 LinkedHashMap 插入 Entry 的先后順序的。
②、其它屬性
//用來指向雙向鏈表的頭節點
transient LinkedHashMap.Entry< K,V > head;
//用來指向雙向鏈表的尾節點
transient LinkedHashMap.Entry< K,V > tail;
//用來指定LinkedHashMap的迭代順序
//true 表示按照訪問順序,會把訪問過的元素放在鏈表后面,放置順序是訪問的順序
//false 表示按照插入順序遍歷
final boolean accessOrder;
注意:這里有五個屬性別搞混淆的,對于 Node next 屬性,是用來維護整個集合中 Entry 的順序。對于 Entry before,Entry after ,以及 Entry head,Entry tail,這四個屬性都是用來維護保證集合順序的鏈表,其中前兩個before和after表示某個節點的上一個節點和下一個節點,這是一個雙向鏈表。后兩個屬性 head 和 tail 分別表示這個鏈表的頭節點和尾節點。
3、構造函數
①、無參構造
public LinkedHashMap() {
super();
accessOrder = false;
}
調用無參的 HashMap 構造函數,具有默認初始容量(16)和加載因子(0.75)。并且設定了 accessOrder = false,表示默認按照插入順序進行遍歷。
②、指定初始容量
public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
super(initialCapacity);
accessOrder = false;
}
③、指定初始容量和加載因子
public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
super(initialCapacity, loadFactor);
accessOrder = false;
}
4、添加元素
LinkedHashMap 中是沒有 put 方法的,直接調用父類 HashMap 的 put 方法。關于 HashMap 的put 方法,可以參看我之前對于 HashMap 的介紹。
我將方法介紹復制到下面:
//hash(key)就是上面講的hash方法,對其進行了第一步和第二步處理
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
/**
*
* @param hash 索引的位置
* @param key 鍵
* @param value 值
* @param onlyIfAbsent true 表示不要更改現有值
* @param evict false表示table處于創建模式
* @return
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node< K,V >[] tab; Node< K,V > p; int n, i;
//如果table為null或者長度為0,則進行初始化
//resize()方法本來是用于擴容,由于初始化沒有實際分配空間,這里用該方法進行空間分配,后面會詳細講解該方法
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//注意:這里用到了前面講解獲得key的hash碼的第三步,取模運算,下面的if-else分別是 tab[i] 為null和不為null
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);//tab[i] 為null,直接將新的key-value插入到計算的索引i位置
else {//tab[i] 不為null,表示該位置已經有值了
Node< K,V > e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;//節點key已經有值了,直接用新值覆蓋
//該鏈是紅黑樹
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode< K,V >)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
//該鏈是鏈表
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//鏈表長度大于8,轉換成紅黑樹
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
//key已經存在直接覆蓋value
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;//用作修改和新增快速失敗
if (++size > threshold)//超過最大容量,進行擴容
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
5、刪除元素
同理也是調用 HashMap 的remove 方法,這里我不作過多的講解,著重看LinkedHashMap 重寫的第 46 行方法。
public V remove(Object key) {
Node< K,V > e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
final Node< K,V > removeNode(int hash, Object key, Object value,
boolean matchValue, boolean movable) {
Node< K,V >[] tab; Node< K,V > p; int n, index;
//(n - 1) & hash找到桶的位置
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
Node< K,V > node = null, e; K k; V v;
//如果鍵的值與鏈表第一個節點相等,則將 node 指向該節點
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
node = p;
//如果桶節點存在下一個節點
else if ((e = p.next) != null) {
//節點為紅黑樹
if (p instanceof TreeNode)
node = ((TreeNode< K,V >)p).getTreeNode(hash, key);//找到需要刪除的紅黑樹節點
else {
do {//遍歷鏈表,找到待刪除的節點
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key ||
(key != null && key.equals(k)))) {
node = e;
break;
}
p = e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
//刪除節點,并進行調節紅黑樹平衡
if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))) {
if (node instanceof TreeNode)
((TreeNode< K,V >)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
else if (node == p)
tab[index] = node.next;
else
p.next = node.next;
++modCount;
--size;
afterNodeRemoval(node);
return node;
}
}
return null;
}
6、查找元素
public V get(Object key) {
Node< K,V > e;
if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
return null;
if (accessOrder)
afterNodeAccess(e);
return e.value;
}
相比于 HashMap 的 get 方法,這里多出了第 5,6行代碼,當 accessOrder = true 時,即表示按照最近訪問的迭代順序,會將訪問過的元素放在鏈表后面。
對于 afterNodeAccess(e) 方法,在前面第 4 小節 添加元素已經介紹過了,這就不在介紹。
7、遍歷元素
在介紹 HashMap 時,我們介紹了 4 中遍歷方式,同理,對于 LinkedHashMap 也有 4 種,這里我們介紹效率較高的兩種遍歷方式:
①、得到 Entry 集合,然后遍歷 Entry
LinkedHashMap< String,String > map = new LinkedHashMap< >();
map.put("A","1");
map.put("B","2");
map.put("C","3");
map.get("B");
Set< Map.Entry< String,String >> entrySet = map.entrySet();
for(Map.Entry< String,String > entry : entrySet ){
System.out.println(entry.getKey()+"---"+entry.getValue());
}
②、迭代
Iterator< Map.Entry< String,String >> iterator = map.entrySet().iterator();
while(iterator.hasNext()){
Map.Entry< String,String > entry = iterator.next();
System.out.println(entry.getKey()+"----"+entry.getValue());
}
8、小結
好了,這就是JDK中java.util.LinkedHashMap 類的介紹。
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