Java 集合系列11之 Hashtable详细介绍(源码解析)和使用示例

叁歲伎倆 2022-01-20 12:43 180阅读 0赞

第1部分 Hashtable介绍 Hashtable 简介

和HashMap一样，Hashtable 也是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。 Hashtable 继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。 Hashtable 的函数都是同步的，这意味着它是线程安全的。它的key、value都不可以为null。此外，Hashtable中的映射不是有序的。

Hashtable 的实例有两个参数影响其性能：初始容量 和 加载因子。容量 是哈希表中桶 的数量，初始容量 就是哈希表创建时的容量。注意，哈希表的状态为 open：在发生“哈希冲突”的情况下，单个桶会存储多个条目，这些条目必须按顺序搜索。加载因子 是对哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一个尺度。初始容量和加载因子这两个参数只是对该实现的提示。关于何时以及是否调用 rehash 方法的具体细节则依赖于该实现。 通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查找某个条目的时间（在大多数 Hashtable 操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。

Hashtable的构造函数

复制代码 // 默认构造函数。 public Hashtable()

// 指定“容量大小”的构造函数 public Hashtable(int initialCapacity)

// 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数 public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor)

// 包含“子Map”的构造函数 public Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) 复制代码

Hashtable的API

复制代码 synchronized void clear() synchronized Object clone() boolean contains(Object value) synchronized boolean containsKey(Object key) synchronized boolean containsValue(Object value) synchronized Enumeration elements() synchronized Set<Entry<K, V>> entrySet() synchronized boolean equals(Object object) synchronized V get(Object key) synchronized int hashCode() synchronized boolean isEmpty() synchronized Set keySet() synchronized Enumeration keys() synchronized V put(K key, V value) synchronized void putAll(Map<? extends K, ? extends V> map) synchronized V remove(Object key) synchronized int size() synchronized String toString() synchronized Collection values() 复制代码

第2部分 Hashtable数据结构 Hashtable的继承关系

java.lang.Object ↳ java.util.Dictionary<K, V> ↳ java.util.Hashtable<K, V>

public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable \{ \}

Hashtable与Map关系如下图：

从图中可以看出： (01) Hashtable继承于Dictionary类，实现了Map接口。Map是"key-value键值对"接口，Dictionary是声明了操作"键值对"函数接口的抽象类。 (02) Hashtable是通过"拉链法"实现的哈希表。它包括几个重要的成员变量：table, count, threshold, loadFactor, modCount。   table是一个Entry\[\]数组类型，而Entry实际上就是一个单向链表。哈希表的"key-value键值对"都是存储在Entry数组中的。   count是Hashtable的大小，它是Hashtable保存的键值对的数量。   threshold是Hashtable的阈值，用于判断是否需要调整Hashtable的容量。threshold的值="容量\*加载因子"。   loadFactor就是加载因子。   modCount是用来实现fail-fast机制的

第3部分 Hashtable源码解析(基于JDK1.6.0\_45) 为了更了解Hashtable的原理，下面对Hashtable源码代码作出分析。 在阅读源码时，建议参考后面的说明来建立对Hashtable的整体认识，这样更容易理解Hashtable。

说明: 在详细介绍Hashtable的代码之前，我们需要了解：和Hashmap一样，Hashtable也是一个散列表，它也是通过“拉链法”解决哈希冲突的。

第3.1部分 Hashtable的“拉链法”相关内容

3.1.1 Hashtable数据存储数组

private transient Entry\[\] table; Hashtable中的key-value都是存储在table数组中的。

3.1.2 数据节点Entry的数据结构

从中，我们可以看出 Entry 实际上就是一个单向链表。这也是为什么我们说Hashtable是通过拉链法解决哈希冲突的。 Entry 实现了Map.Entry 接口，即实现getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()这些函数。这些都是基本的读取/修改key、value值的函数。

第3.2部分 Hashtable的构造函数

Hashtable共包括4个构造函数

第3.3部分 Hashtable的主要对外接口

3.3.1 clear()

clear() 的作用是清空Hashtable。它是将Hashtable的table数组的值全部设为null

3.3.2 contains() 和 containsValue()

contains() 和 containsValue() 的作用都是判断Hashtable是否包含“值(value)”

3.3.3 containsKey()

containsKey() 的作用是判断Hashtable是否包含key

3.3.4 elements()

elements() 的作用是返回“所有value”的枚举对象

从中，我们可以看出： (01) 若Hashtable的实际大小为0,则返回“空枚举类”对象emptyEnumerator； (02) 否则，返回正常的Enumerator的对象。(Enumerator实现了迭代器和枚举两个接口)

我们先看看emptyEnumerator对象是如何实现的

我们在来看看Enumeration类

Enumerator的作用是提供了“通过elements()遍历Hashtable的接口” 和 “通过entrySet()遍历Hashtable的接口”。因为，它同时实现了 “Enumerator接口”和“Iterator接口”。

entrySet(), keySet(), keys(), values()的实现方法和elements()差不多，而且源码中已经明确的给出了注释。这里就不再做过多说明了。

3.3.5 get()

get() 的作用就是获取key对应的value，没有的话返回null

3.3.6 put()

put() 的作用是对外提供接口，让Hashtable对象可以通过put()将“key-value”添加到Hashtable中。

3.3.7 putAll()

putAll() 的作用是将“Map(t)”的中全部元素逐一添加到Hashtable中

3.3.8 remove()

remove() 的作用就是删除Hashtable中键为key的元素

第3.4部分 Hashtable实现的Cloneable接口

Hashtable实现了Cloneable接口，即实现了clone()方法。 clone()方法的作用很简单，就是克隆一个Hashtable对象并返回。

第3.5部分 Hashtable实现的Serializable接口

Hashtable实现java.io.Serializable，分别实现了串行读取、写入功能。

串行写入函数就是将Hashtable的“总的容量，实际容量，所有的Entry”都写入到输出流中 串行读取函数：根据写入方式读出将Hashtable的“总的容量，实际容量，所有的Entry”依次读出

第4部分 Hashtable遍历方式 4.1 遍历Hashtable的键值对

第一步：根据entrySet()获取Hashtable的“键值对”的Set集合。 第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

复制代码 // 假设table是Hashtable对象 // table中的key是String类型，value是Integer类型 Integer integ = null; Iterator iter = table.entrySet().iterator(); while(iter.hasNext()) \{ Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next(); // 获取key key = (String)entry.getKey(); // 获取value integ = (Integer)entry.getValue(); \} 复制代码

4.2 通过Iterator遍历Hashtable的键

第一步：根据keySet()获取Hashtable的“键”的Set集合。 第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

复制代码 // 假设table是Hashtable对象 // table中的key是String类型，value是Integer类型 String key = null; Integer integ = null; Iterator iter = table.keySet().iterator(); while (iter.hasNext()) \{ // 获取key key = (String)iter.next(); // 根据key，获取value integ = (Integer)table.get(key); \} 复制代码

4.3 通过Iterator遍历Hashtable的值

第一步：根据value()获取Hashtable的“值”的集合。 第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。

复制代码 // 假设table是Hashtable对象 // table中的key是String类型，value是Integer类型 Integer value = null; Collection c = table.values(); Iterator iter= c.iterator(); while (iter.hasNext()) \{ value = (Integer)iter.next(); \} 复制代码

4.4 通过Enumeration遍历Hashtable的键

第一步：根据keys()获取Hashtable的集合。 第二步：通过Enumeration遍历“第一步”得到的集合。

Enumeration enu = table.keys(); while(enu.hasMoreElements()) \{ System.out.println(enu.nextElement()); \}

4.5 通过Enumeration遍历Hashtable的值

第一步：根据elements()获取Hashtable的集合。 第二步：通过Enumeration遍历“第一步”得到的集合。

Enumeration enu = table.elements(); while(enu.hasMoreElements()) \{ System.out.println(enu.nextElement()); \} 遍历测试程序如下：

第5部分 Hashtable示例 下面通过一个实例来学习如何使用Hashtable。

(某一次)运行结果：

复制代码 table:\{two=5, one=0, three=6\} next : two - 5 next : one - 0 next : three - 6 size:3 contains key two : true contains key five : false contains value 0 : true table:\{two=5, one=0\} table is empty 复制代码