hashmap, treemap, hashtable, hashcode 的使用和探讨

1. 基本使用

a. 在HashMap中通过get()来获取value，通过put()来插入value，ContainsKey()则用来检验对象是否已经存在。可以看出，和ArrayList的操作相比，HashMap除了通过key索引其内容之外，别的方面差异并不大；

b. 可以使用values()方法返回一个Collection物件，如果您需要一次选代Map中所有的物件；

c. HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序；

d. HashMap使用Hash Table，因而它有自己的排序方式，如果您想要在选代所有的物件时，依照插入的顺序来排序，则可以使用LinkedHashMap，它是HashMap 的子类。

        System.out.println("Sequence...");
Map hashmap = new HashMap();
hashmap.put("a", "aa");
hashmap.put("b", "bb");
hashmap.put("c", "cc");
hashmap.put("d", "dd");
Iterator iterator_hashmap = hashmap.keySet().iterator();
while (iterator_hashmap.hasNext()) {
Object key = iterator_hashmap.next();
System.out.println("HashMap:" + hashmap.get(key));
}
Map linkedhashmap = new LinkedHashMap();
linkedhashmap.put("a", "aa");
linkedhashmap.put("b", "bb");
linkedhashmap.put("c", "cc");
linkedhashmap.put("d", "dd");
Collection collection = linkedhashmap.values();
Iterator iterator_linkedhashmap = collection.iterator();
while (iterator_linkedhashmap.hasNext()) {
System.out.println("LinkedHashMap:" + iterator_linkedhashmap.next());
}
Hashtable hashtable = new Hashtable();
hashtable.put("a", "aa");
hashtable.put("b", "bb");
hashtable.put("c", "cc");
hashtable.put("d", "dd");
Iterator iterator_hashtable = hashtable.keySet().iterator();
while (iterator_hashtable.hasNext()) {
Object key = iterator_hashtable.next();
System.out.println("HashTable:" + hashtable.get(key));
}
Map treemap = new TreeMap();
treemap.put("a", "aa");
treemap.put("b", "bb");
treemap.put("c", "cc");
treemap.put("d", "dd");
Iterator iterator_treemap = treemap.keySet().iterator();
while (iterator_treemap.hasNext()) {
Object key = iterator_treemap.next();
System.out.println("TreeMap:" + treemap.get(key));
}

2. keySet 和 entrySet 的比较

对于keySet其实是遍历了2次，一次是转为iterator，一次就从hashmap中取出key所对于的value。而entryset只是遍历了第一次，它把key和value都放到了entry中，所以就快了。 HashMap使用很多，比如导入信息时就要用到，因大部分导入的信息要去判断是否有重复的信息，这样就可以利用containsKey来进行处理了，而不用在插入的时候去进行处理。

        System.out.println("efficiency of keySet and entrySet...");
HashMap k_hashmap = new HashMap();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
k_hashmap.put("" + i, "hello");
}
long k_bs = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
Iterator iterator = k_hashmap.keySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(k_hashmap.get(iterator.next()));
}
System.out.println(Calendar.getInstance().getTimeInMillis() - k_bs);
HashMap e_hashmap = new java.util.HashMap();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
e_hashmap.put("" + i, "hello");
}
long e_bs = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
java.util.Iterator it = e_hashmap.entrySet().iterator();
while (it.hasNext()) {
java.util.Map.Entry entry = (java.util.Map.Entry) it.next();
System.out.println(entry.getValue());
}
System.out.println(Calendar.getInstance().getTimeInMillis() - e_bs);

3. HashCode在其中的探讨

下面的程序无论运行多少次，得到的结果都是"Not found"。也就是说索引KeyElement(5)并不在HashMap中.

KeyElement的HashCode方法继承自Object，而Object中的HashCode方法返回的HashCode对应于当前的地址，也就是说对于不同的对象，即使它们的内容完全相同，用HashCode（）返回的值也会不同。这样实际上违背了我们的意图。因为我们在使用HashMap时，希望利用相同内容的对象索引得到相同的目标对象，这就需要HashCode()在此时能够返回相同的值。在下面的例子中，我们期望new KeyElement(i) (i=5)与 KeyElement test=new KeyElement(5)是相同的，而实际上这是两个不同的对象，尽管它们的内容相同，但它们在内存中的地址不同。因此很自然的，下面的程序得不到我们设想的结果。 

public class KeyElement {
int number;
public KeyElement(int n) {
number = n;
}
}
HashMap hm = new HashMap();
for(int i=0; i<10; i++)
hm.put(new KeyElement(i), "aa"+1);
KeyElement testKey = new KeyElement(5);
if (hm.containsKey(testKey)) {
System.out.println(hm.get(testKey));
} else {
System.out.println("Not found");
}

如果我们把KeyElement类重新修改一下，就可以得到我们要的结果了。在这里KeyElement覆盖了Object中的hashCode()和equals()方法。覆盖hashCode()使其以number的值作为hashcode返回，这样对于相同内容的对象来说它们的hashcode也就相同了。而覆盖equals()是为了在HashMap判断两个key是否相等时使结果有意义

public class KeyElement {
int number;
public KeyElement(int n) {
number = n;
}
public int hashCode() {
return number;
}
public boolean equals(Object o) {
return (o instanceof KeyElement) && (number == ((KeyElement) o).number);
}
}

延伸：

重写HashCode()的原则：

1. 不必对每个不同的对象都产生一个唯一的hashcode，只要你的HashCode方法使get()能够得到put()放进去的内容就可以了。即"不为一原则"。
2. 生成hashcode的算法尽量使hashcode的值分散一些，不要很多hashcode都集中在一个范围内，这样有利于提高HashMap的性能。即"分散原则"。

掌握了这两条原则，你就能够用好HashMap编写自己的程序了。不知道大家注意没有，java.lang.Object中提供的三个方法：clone()，equals()和hashCode()虽然很典型，但在很多情况下都不能够适用，它们只是简单的由对象的地址得出结果。这就需要我们在自己的程序中重写它们，其实java类库中也重写了千千万万个这样的方法。利用面向对象的多态性——覆盖，Java的设计者很优雅的构建了Java的结构，也更加体现了Java是一门纯OOP语言的特性。

4. HashMap与HashTable的区别

int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

int hash = hash(k);
int i = indexFor(hash, table.length);
static int hash(Object x) {
int h = x.hashCode();
h += ~(h << 9);
h ^= (h >>> 14);
h += (h << 4);
h ^= (h >>> 10);
return h;
}
static int indexFor(int h, int length) {
return h & (length-1);
}