哈喽，各位小伙伴们，你们好呀，我是喵手。
今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。
我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。
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前言
在Java开发中，经常需要处理一些键值对数据，例如存储用户名和密码，缓存数据等等。为了方便处理这类数据，Java提供了HashMap类，它是一种实现了Map接口的哈希表，可以存储键值对数据。
摘要
本文将介绍Java中的HashMap类，包括该类的源代码解析和应用场景案例。同时，对该类的优缺点进行分析，并介绍其常用方法和测试用例。最后通过全文小结和总结对该类进行总结。
HashMap类
简介
HashMap类是Java中非常重要的一种数据结构，它是一种键值对的集合，使用哈希表来实现，能够快速地插入、查找、删除数据。
在HashMap中，键和值都可以为null，但是建议尽量避免使用null值，因为这样会增加对数据处理的复杂性。同时，HashMap是线程不安全的，如果多个线程同时操作HashMap，可能会导致数据不一致的情况。
源代码解析
HashMap的源代码非常复杂，包含了多个内部类和方法。其中，最重要的是Node类和table数组。
Node类是HashMap中存储键值对数据的基本单元，它包含了键、值、哈希值和下一个节点的引用。在插入数据时，会根据键的哈希值计算出其在table数组中的位置，然后将键值对存储为一个Node对象。
table数组是HashMap中存储Node对象的主要数据结构，它是一个长度不固定的数组，可以动态扩容。当HashMap中存储的数据超过了阈值时，会自动进行扩容，重新分配数组大小。
在table数组中，每个元素存储一个链表，链表中的每个节点都是一个Node对象，它们的键的哈希值是相同的，但是键不一定相同。如果多个键的哈希值相同，就会形成一个链表，称为冲突链。
当需要查找数据时，首先计算键的哈希值，然后根据哈希值在table数组中查找对应的链表，最后遍历链表查找键对应的值。
HashMap是Java中最常用的一种数据结构，它是一种基于哈希表的实现。下面是HashMap类的源代码解析：
首先，HashMap类是一个泛型类，它有两个类型参数K和V，表示键和值的类型。在类的开头定义：
代码语言：java复制public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
......
}HashMap类继承了AbstractMap类，实现了Map接口，并且实现了Cloneable和Serializable接口，所以HashMap对象可以被克隆和序列化。
HashMap的内部实现是一个哈希表，其中每个元素都是一个链表。当多个元素映射到同一个哈希桶时，它们会按照插入顺序存储在同一个链表中。HashMap使用hash（）方法将键映射到哈希桶，然后使用equals（）方法比较键是否相等。
代码语言：java复制 transient Node<K,V>[] table;
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString(){ return key "=" value; }
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}上面的代码片段定义了一个Node类，它实现了Map.Entry接口，并包含一个哈希值、一个键、一个值和一个指向下一个节点的指针。哈希值、键和值都是不可变的，因为它们在构造函数中被赋值，并且没有setter方法。Node类实现了hashCode（）和equals（）方法，以便在HashMap的内部使用。
HashMap类还有许多方法，如put（）、get（）、remove（）等，它们都是对哈希表的操作，具体实现可以查看HashMap源代码。
在这里插入图片描述如下是部分源码截图：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述应用场景案例
HashMap类可以用于处理大量的键值对数据，常用于以下场景：
- 缓存数据。例如缓存数据库中的数据，避免频繁地访问数据库影响系统性能。
- 存储配置信息。例如存储系统配置参数，方便系统在运行时读取和修改配置。
- 统计词频。例如统计文本中单词出现的次数，可以使用HashMap来存储每个单词出现的次数。
优缺点分析
优点：
- 快速插入、查找、删除数据。
- 灵活的扩容机制，可以动态调整数组大小，提升性能。
- 支持null键和null值。
- 冲突链可以减小哈希冲突的影响，提升性能。
缺点：
- 线程不安全，需要进行同步处理。
- 当哈希冲突严重时，性能可能会下降。
- 容易导致内存浪费，因为table数组的长度可能会比存储的数据多很多。
类代码方法介绍
HashMap类中有许多方法，这里只介绍常用的方法：
- put(Object key, Object value)：将指定的键和值添加到HashMap中。
- get(Object key)：返回指定键对应的值，如果不存在则返回null。
- remove(Object key)：从HashMap中删除指定键对应的映射关系。
- size()：返回HashMap中键值对的个数。
- clear()：从HashMap中删除所有的映射关系。
- containsKey(Object key)：判断HashMap中是否包含指定的键。
- containsValue(Object value)：判断HashMap中是否包含指定的值。
测试用例
测试代码演示
代码语言：java复制package com.example.javase.se.classes;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* @Author ms
* @Date 2023-11-02 20:57
*/
public class HashMapTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建HashMap对象
Map<String, String> map = new HashMap<>();
// 添加键值对
map.put("1", "value1");
map.put("2", "value2");
map.put("3", "value3");
// 输出HashMap中的键值对
System.out.println("HashMap中的键值对：");
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println("Key：" key "，Value：" map.get(key));
}
// 判断HashMap中是否包含指定的键
System.out.println("HashMap中是否包含Key为2的键：" map.containsKey("2"));
// 删除HashMap中的Key为1的键值对
map.remove("1");
System.out.println("删除Key为1的键值对后，HashMap中的键值对：");
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println("Key：" key "，Value：" map.get(key));
}
// 修改HashMap中Key为3的值
map.put("3", "value33");
System.out.println("修改Key为3的值后，HashMap中的键值对：");
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println("Key：" key "，Value：" map.get(key));
}
// 清空HashMap中的键值对
map.clear();
System.out.println("清空HashMap中的键值对后，HashMap中是否为空：" map.isEmpty());
}
}测试结果
根据如上测试用例，本地测试结果如下，仅供参考，你们也可以自行修改测试用例或者添加更多的测试数据或测试方法，进行熟练学习以此加深理解。
在这里插入图片描述测试代码分析
根据如上测试用例，在此我给大家进行深入详细的解读一下测试代码，以便于更多的同学能够理解并加深印象。
这段代码演示了如何使用HashMap类来操作键值对。
首先，创建一个HashMap对象，然后使用put()方法将键值对添加到其中。通过使用keySet()方法获取HashMap中的所有键，然后通过get()方法获取值，可以遍历HashMap中的所有键值对并打印出来。
接下来，使用containsKey()方法检查HashMap中是否包含一个指定的键。使用remove()方法可以删除HashMap中的一个键值对，使用put()方法可以修改一个键的值。最后，使用clear()方法清空HashMap中的键值对。
该代码演示了HashMap类中一些主要的方法的使用，包括put()、keySet()、get()、containsKey()、remove()、put()、clear()等方法。通过运行这段代码，可以学习如何使用HashMap类来存储和管理键值对数据。
全文小结
本文介绍了Java中的HashMap类，包括该类的源代码解析和应用场景案例。同时，对该类的优缺点进行了分析，并介绍了其常用方法和测试用例。
总的来说，HashMap类是Java中非常重要的一种数据结构，它可以用于处理大量的键值对数据。在实际开发中，我们可以根据具体的需求来选择合适的数据结构，提高程序的性能和实现效率。
总结
本文介绍了Java中的HashMap类，其中包括了该类的源代码解析、应用场景案例、优缺点分析、常用方法和测试用例等方面的内容。HashMap类是一种实现了Map接口的哈希表，可以快速地插入、查找、删除数据。在实际开发中，我们可以根据具体的需求来选择合适的数据结构，提高程序的性能和实现效率。注意，HashMap是线程不安全的，需要进行同步处理，同时可能会导致内存浪费。
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文末
好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。
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