Java，这是一个模仿HashMap的put，get功能的自定义MyHashMap

Java 手写HashMap源码

一，手写源码

这是一个模仿HashMap的put，get功能的自定义的MyHashMap

package cn.wxs.demo;import java.io.Serializable;
import java.util.*;
import java.util.function.BiConsumer;
import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;class MyHashMap<K, V> extends AbstractMap<K, V>implements Map<K, V>, Cloneable, Serializable {//数组默认长度private static final int DEFAULT_CAPACITY = 16;//负载因子private static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;//在jdk8中 链表转换红黑树阈值8 这里参考jdk11，提前进入红黑树private static final int TREEIFY_THRESHOLD = 6;// 在jdk8中 红黑树退回链表是6 这里参考jdk11，提高转换链表的阈值private static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 8;//数组长度低于64，出现转红黑树的情况，进行扩容，原先的二倍private static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;private static Node[] table; // 存储桶数组private static transient int size; // 键值对数量//用于记录集合被修改的次数。在Java集合类中，如果在迭代器遍历集合时，// 集合被修改了，就会抛出ConcurrentModificationException异常，// 这是因为在遍历时，迭代器会检查modCount的值是否与集合的修改次数相等//，如果不相等就会抛出异常，以此保证遍历的安全性。private static transient int modCount;private transient int threshold; // 扩容阈值private final float loadFactor; // 负载因子private static class Node<K, V> {final int hash; // 哈希值final K key; // 键V value; // 值Node<K, V> next; // 下一个节点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;return Objects.equals(key, e.getKey()) &&Objects.equals(value, e.getValue());}return false;}}public MyHashMap() {this(DEFAULT_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);}public MyHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {if (initialCapacity <= 0)throw new IllegalArgumentException("Invalid initial capacity");if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))throw new IllegalArgumentException("Invalid load factor");table = new Node[initialCapacity];size = 0;this.loadFactor = loadFactor;this.threshold = (int) (initialCapacity * loadFactor);}public V get(Object key) {Node<K, V> node = getNode((K) key);return (node != null) ? node.value : null;}public V put(K key, V value) {if (key == null)putForNullKey(value);elseputNonNullKey(key, value);return value;}private void putNonNullKey(K key, V value) {int hash = hash(key);int index = indexFor(hash, table.length);// 遍历链表，查找是否已存在相同的键for (Node node = table[index]; node != null; node = node.next) {if (node.hash == hash && Objects.equals(node.key, key)) {// 如果找到相同的键，更新对应的值node.value = value;return;}}// 如果没有找到相同的键，将新的键值对添加到链表头部addNode(hash, key, value, index);}private void putForNullKey(V value) {// 对于 null 键，存储在数组的第一个位置for (Node node = table[0]; node != null; node = node.next) {if (node.key == null) {// 如果找到 null 键，更新对应的值node.value = value;return;}}// 如果没有找到 null 键，将新的键值对添加到链表头部addNode(0, null, value, 0);}private void addNode(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {// 检查是否需要扩容if (size >= threshold)resize(2 * table.length);// 将新的节点添加到链表头部Node newNode = new Node<>(hash, key, value, table[bucketIndex]);table[bucketIndex] = newNode;size++;modCount++;}private Node<K, V> getNode(K key) {if (key == null)return getNodeForNullKey();int hash = hash(key);int index = indexFor(hash, table.length);// 遍历链表，查找指定的键for (Node node = table[index]; node != null; node = node.next) {if (node.hash == hash && Objects.equals(node.key, key))return node;}return null;}private Node<K, V> getNodeForNullKey() {// 对于 null 键，存储在数组的第一个位置for (Node<K, V> node = table[0]; node != null; node = node.next) {if (node.key == null)return node;}return null;}private int hash(K key) {// 计算键的哈希值return (key == null) ? 0 : key.hashCode();}private int indexFor(int hash, int length) {// 根据哈希值和数组长度计算索引位置return hash & (length - 1);}private void resize(int newCapacity) {Node<K, V>[] oldTable = table;int oldCapacity = oldTable.length;// 检查是否达到容量上限if (oldCapacity >= 1 << 30)threshold = Integer.MAX_VALUE;elsethreshold = (int) (newCapacity * loadFactor);// 创建新的数组，将旧的键值对重新分配到新的数组中Node<K,V>[] newTable = new Node[newCapacity];transfer(oldTable, newTable);table = newTable;}private void transfer(Node<K, V>[] src, Node<K, V>[] dest) {// 遍历旧的数组，将键值对重新分配到新的数组中for (Node<K, V> node : src) {while (node != null) {Node<K, V> next = node.next;int index = indexFor(node.hash, dest.length);node.next = dest[index];dest[index] = node;node = next;}}}@Overridepublic void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {Node[] tab;if (action == null)throw new NullPointerException();if (size > 0 && (tab = table) != null) {int mc = modCount;for (Node kvNode : tab) {for (Node<K, V> e = kvNode; e != null; e = e.next)action.accept(e.key, e.value);}if (modCount != mc)throw new ConcurrentModificationException();}}@Overridepublic MyHashMap<K, V> clone() {try {MyHashMap clone = (MyHashMap) super.clone();// TODO: copy mutable state here, so the clone can't change the internals of the originalreturn clone;} catch (CloneNotSupportedException e) {throw new AssertionError();}}/*** 获取hashmap的存储值数量** @return 存储数量*/public int size() {return size;}public boolean isEmpty() {return size() == 0;}@Overridepublic void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function) {super.replaceAll(function);}@Overridepublic V putIfAbsent(K key, V value) {return super.putIfAbsent(key, value);}@Overridepublic boolean remove(Object key, Object value) {return super.remove(key, value);}@Overridepublic boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) {return super.replace(key, oldValue, newValue);}@Overridepublic V replace(K key, V value) {return super.replace(key, value);}@Overridepublic V computeIfAbsent(K key, Function<? super K, ? extends V> mappingFunction) {return super.computeIfAbsent(key, mappingFunction);}@Overridepublic V computeIfPresent(K key, BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {return super.computeIfPresent(key, remappingFunction);}@Overridepublic V compute(K key, BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {return super.compute(key, remappingFunction);}@Overridepublic V merge(K key, V value, BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {return super.merge(key, value, remappingFunction);}@Overridepublic Set<Entry<K, V>> entrySet() {return null;}@Overridepublic V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {return super.getOrDefault(key, defaultValue);}public static void main(String[] args) {Map<String,String> para = new HashMap<>();para.remove("");MyHashMap<String, String> param = new MyHashMap<>();param.put("你好", "你好");param.put("你好1", "你好1");param.put("你好2", "你好2");param.put("你好3", "你好3");param.put("你好4", "你好4");param.put("你好5", "你好4");param.put("你好6", "你好4");param.put("你好7", "你好4");param.put("你好8", "你好4");param.put("你好9", "你好4");param.put("你好10", "你好4");param.put("你好11", "你好4");param.put("你好12", "你好4");param.put("你好13", "你好4");param.put("你好14", "你好4");param.put("你好15", "你好4");param.put("你好16", "你好4");param.put("你好17", "你好4");param.put("你好18", "你好4");param.put("你好20", "你好4");param.put("你好21", "你好4");param.put("你好22", "你好4");param.put("你好23", "你好4");param.put("你好24", "你好4");param.put("你好25", "你好4");param.put("你好26", "你好4");param.put("你好27", "你好4");param.put("你好28", "你好4");param.put("你好29", "你好4");param.put("你好30", "你好4");param.put("你好31", "你好4");param.put("你好32", "你好4");param.forEach((k, v) -> System.out.println(k));System.out.println(param.get("你好4"));System.out.println(param.size());}
}

在这里插入图片描述

二，代码介绍

1.这是一个简单的自定义哈希映射（HashMap）的实现。功能不太完善，代码不太优雅，细节不够好，没有源码的那么好。后面我会慢慢进行优化
2.这段代码实现了一个简化版本的 HashMap，包含了 put 和 get 方法，并使用了数组+链表的存储结构。注意，这里的红黑树部分并未实现，只使用了链表来处理冲突。由于短时间没有办法能按自己的方式写出来全部的功能和底层设计，难度还是比较大的后期我会慢慢的把存储结构改成数组+链表+红黑树的数据结构

请注意，这只是一个简化版本的实现，并没有处理扩容、红黑树转换等复杂的细节。实际的 HashMap 实现要复杂得多。如果你对完整的实现感兴趣，建议你查阅 Java 的 HashMap 源代码，以便更好地理解和学习。

三，下期完善功能

存储结构数组+链表+红黑树

三，HashMap

HashMap 是 Java 中的一个常用的数据结构，它实现了 Map 接口，并且基于哈希表实现。HashMap 允许存储键值对，并且提供了快速的插入、查找和删除操作。

下面是 HashMap 的一些重要特点和概念：

哈希表：HashMap 内部使用了一个数组来存储数据，这个数组被称为哈希表。哈希表的每个元素称为一个桶（bucket），每个桶可以存储一个或多个键值对。通过计算键的哈希值，可以确定键值对在哈希表中的位置。
哈希函数：哈希函数用于将键映射到哈希表中的索引位置。好的哈希函数能够将键均匀地分布在哈希表的不同位置上，以减少冲突的概率。在 HashMap 中，键的 hashCode() 方法被用作哈希函数。
冲突：当两个不同的键通过哈希函数计算得到的索引位置相同时，就发生了冲突。HashMap 使用链表或红黑树来解决冲突。当冲突较少时，使用链表；当链表长度超过一定阈值时，转换为红黑树，以提高查找的效率。
键的唯一性：在 HashMap 中，键是唯一的。如果尝试将一个已经存在的键插入到 HashMap 中，它的值将被更新为新的值。
null 键：HashMap 允许存储一个键为 null 的键值对。这个键将被存储在哈希表的第一个位置上。
迭代顺序：HashMap 不保证键值对的迭代顺序，它通常是不确定的。如果需要有序的键值对集合，可以使用 LinkedHashMap。