HashMap使用详解，你可能不知道的API

概述

HashMap作为一个使用频率非常高的key-value容器，在我们的项目中经常用到，而且，面试官也很喜欢问。这就要求我们不能只停留在使用层面，对于它底层的实现也需要弄明白。本文主要是针对jdk1.8中的HashMap使用层面的一个讲解，尤其是jdk1.8中新增了一些api，你都了解吗？

HashMap介绍

HashMap 最早出现在 JDK 1.2中，底层基于散列算法实现，它是一个key-value结构的容器。

• 是一个key-value的映射容器，key不重复
• jdk8中的HashMap基于数组+链表+红黑树实现
• 不保证键值的顺序
• 可以存入null值
• 非线程安全，多线程环境下可能存在问题

以上是HashMap的类结构图：

• 继承了AbstractMap,实现了Map接口，提供了key,value结构格式访问的方法
• 实现了Cloneable接口，表示HashMap支持clone
• 实现了Serializable接口，表示HashMap支持序列化

构造方法

方法	说明
HashMap()	构造一个默认负载因子为0.75的HashMap
HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)	构造一个自定义初始容量和负载因子的HashMap
HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)	构造一个内容为m的HashMap

这里的负载因子和初始容量涉及到扩容机制，后面会重点提到。

关键方法

方法	说明	jdk8新增
V put(K key, V value)	添加key value，会覆盖相同key上的内容
V putIfAbsent(K key, V value)	添加key value，只有key不存在才会添加value	是
putAll(Map<? extends K, ? extends V> m)	将另外一个map中的元素添加进来
V remove(Object key)	根据key删除，返回删除关联的value
boolean remove(Object key, Object value)	只有key,value都匹配才会删除	是
void clear()	清空map内容
V get(Object key)	根据key获取value
V getOrDefault(Object key, V defaultValue)	根据key获取value,如果返回null,使用默认值	是
void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function)	根据function自定义替换逻辑	是
replace(K key, V oldValue, V newValue)	根据key, oldvalue替换为newValue	是
V replace(K key, V value)	替换map中key中的值为value, 前提key在map中存在	是
V compute(K key,BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction)	对 map 中指定 key 的值进行重新计算，如果计算出新的值是null, 会删除这个key	是
V computeIfAbsent(K key,Function<? super K, ? extends V> mappingFunction)	对map中不存在的key进行重新计算获取新的value, put到map中	是
V computeIfPresent(K key,BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction)	对map中存在的key进行重新计算获取新的value, put到map中，如果新的value是空的话，则删除这个key	是
V merge(K key, V value,BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction)	合并map中key下的value和传入的newValue,合并逻辑通过函数式变成定义，如果返回为null,则删除map中的key	是

Entry是HashMap中节点实现的接口，y用于遍历，它也新加了一些新的api。

方法	说明	jdk8新增
K getKey()	获取这个节点的key
V getValue()	获取这个节点的value
V setValue(V value)	设置这个节点的value
V remove(Object key)	根据key删除，返回删除关联的value
comparingByKey()	静态方法，获取key的排序比较器，如果map中key包含null, 空指针	是
comparingByValue()	静态方法，获取value的排序比较器，如果map中value包含null, 空指针	是
comparingByKey(Comparator<? super K> cmp)	静态方法，自定义key的排序比较器，如果map中key包含null, 空指针	是
comparingByValue(Comparator<? super V> cmp)	静态方法，自定义value的排序比较器，如果map中value包含null, 空指针	是

使用案例

1. map的增删查基本操作

@Test
    public void test1() {
        Map<String, Integer> map = new HashMap();

        map.put("cxw", 1);
        map.put("yms", 2);
        // 会覆盖前面的key yms
        map.put("cxw", 5);
        System.out.println(map);  // {cxw=5, yms=2}

        // 不存在cxw 这个key,才会覆盖
        map.putIfAbsent("cxw", 8);
        map.putIfAbsent("cc", 1);
        System.out.println(map); // {cc=1, cxw=5, yms=2}

        Integer cxwInt = map.get("cxw");
        System.out.println(cxwInt);  // 5
        // 不存在key，使用默认值
        Integer defaultGet = map.getOrDefault("kk", 0);  // 0

        // 根据key删除
        map.remove("cc");
        
        // 根据key value删除, key， value都等值才会删除成功，所以这里删除不成功
        map.remove("cxw", 10);
        System.out.println(map);
    }

运行结果：

1. compute相关操作

@Test
    public void test2() {
        Map<String, Integer> map = new HashMap();
        map.put("cxw", 1);
        map.put("yms", 2);
        map.put("kk", 2);

        // 计算
        map.compute("cxw", new BiFunction<String, Integer, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(String key, Integer integer) {
                return 100;
            }
        });
        System.out.println(map);  //{kk=2, cxw=100, yms=2}

        map.compute("cxw", new BiFunction<String, Integer, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(String key, Integer integer) {
                // 返回null,会删除cxw这个key
                return null;
            }
        });
        System.out.println(map);  //{kk=2, yms=2}

        // 只有key不存在才会进行操作， yms存在,所以保持不变
        map.computeIfAbsent("yms", new Function<String, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(String s) {
                return 10;
            }
        });
        System.out.println(map);  //{kk=2, yms=2}

        // 只有key存在才会进行操作， yms存在,所以发生变化
        map.computeIfPresent("yms", new BiFunction<String, Integer, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(String s, Integer integer) {
                return 10;
            }
        });
        System.out.println(map);  //{kk=2, yms=10}
    }

运行结果：

1. 测试HashMap节点的comparing相关方法

@Test
    public void test3() {
        Map<String, Integer> map = new HashMap();
        map.put("cxw", 1);
        map.put("yms", 2);
        map.put("kk", 2);
        // 根据key排序
        List<Map.Entry<String, Integer>> entrys = map.entrySet().stream().sorted(Map.Entry.comparingByKey()).collect(
                Collectors.toList()
        );
        entrys.forEach(item -> {
            System.out.println(item.getKey());
        });
    }

运行结果：

总结

本文主要讲解了HashMap的重要特性以及重点API，特别是jdk8中新引入了一些方法，可能你都不知道，但的确有用。