Java 中的HashMap详解和使用示例_动力节点Java学院整理

// 默认构造函数。
HashMap()
// 指定“容量大小”的构造函数
HashMap(int capacity)
// 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
HashMap(int capacity, float loadFactor)
// 包含“子Map”的构造函数
HashMap(Map<? extends K, ? extends V> map)

void   clear()
Object  clone()
boolean  containsKey(Object key)
boolean  containsValue(Object value)
Set<Entry<K, V>> entrySet()
V   get(Object key)
boolean  isEmpty()
Set<K>  keySet()
V   put(K key, V value)
void   putAll(Map<? extends K, ? extends V> map)
V   remove(Object key)
int   size()
Collection<V> values() 

java.lang.Object
 java.util.AbstractMap<K, V>
  java.util.HashMap<K, V>
public class HashMap<K,V>
 extends AbstractMap<K,V>
 implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable { } 

 package java.util;
 import java.io.*;
 public class HashMap<K,V>
 extends AbstractMap<K,V>
 implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
 {
 // 默认的初始容量是16，必须是2的幂。
 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
 // 最大容量（必须是2的幂且小于2的30次方，传入容量过大将被这个值替换）
 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
 // 默认加载因子
 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
 // 存储数据的Entry数组，长度是2的幂。
 // HashMap是采用拉链法实现的，每一个Entry本质上是一个单向链表
 transient Entry[] table;
 // HashMap的大小，它是HashMap保存的键值对的数量
 transient int size;
 // HashMap的阈值，用于判断是否需要调整HashMap的容量（threshold = 容量*加载因子）
 int threshold;
 // 加载因子实际大小
 final float loadFactor;
 // HashMap被改变的次数
 transient volatile int modCount;
 // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
  if (initialCapacity < 0)
  throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
       initialCapacity);
  // HashMap的最大容量只能是MAXIMUM_CAPACITY
  if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
  initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
  if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
  throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
       loadFactor);
  // 找出“大于initialCapacity”的最小的2的幂
 int capacity = 1;
 while (capacity < initialCapacity)
  capacity <<= 1;
  // 设置“加载因子”
  this.loadFactor = loadFactor;
  // 设置“HashMap阈值”，当HashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将HashMap的容量加倍。
  threshold = (int)(capacity * loadFactor);
  // 创建Entry数组，用来保存数据
  table = new Entry[capacity];
  init();
 }
 // 指定“容量大小”的构造函数
 public HashMap(int initialCapacity) {
  this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
 }
 // 默认构造函数。
 public HashMap() {
  // 设置“加载因子”
  this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
  // 设置“HashMap阈值”，当HashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将HashMap的容量加倍。
  threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
  // 创建Entry数组，用来保存数据
  table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
  init();
 }
 // 包含“子Map”的构造函数
 public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
  this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + ,
   DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
  // 将m中的全部元素逐个添加到HashMap中
  putAllForCreate(m);
 }
 static int hash(int h) {
  h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
  return h ^ (h >>> ) ^ (h >>> );
 }
 // 返回索引值
 // h & (length-)保证返回值的小于length
 static int indexFor(int h, int length) {
  return h & (length-);
 }
 public int size() {
  return size;
 }
 public boolean isEmpty() {
 return size == 0;
 }
 // 获取key对应的value
 public V get(Object key) {
  if (key == null)
  return getForNullKey();
  // 获取key的hash值
  int hash = hash(key.hashCode());
  // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素
  for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
  e != null;
  e = e.next) {
  Object k;
  if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
   return e.value;
  }
  return null;
 }
 // 获取“key为null”的元素的值
 // HashMap将“key为null”的元素存储在table[]位置！
 private V getForNullKey() {
 for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
  if (e.key == null)
   return e.value;
  }
  return null;
 }
 // HashMap是否包含key
 public boolean containsKey(Object key) {
  return getEntry(key) != null;
 }
 // 返回“键为key”的键值对
 final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
  // 获取哈希值
  // HashMap将“key为null”的元素存储在table[0]位置，“key不为null”的则调用hash()计算哈希值
 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
  // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素
  for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
  e != null;
  e = e.next) {
  Object k;
  if (e.hash == hash &&
   ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
   return e;
  }
  return null;
 }
 // 将“key-value”添加到HashMap中
 public V put(K key, V value) {
  // 若“key为null”，则将该键值对添加到table[]中。
  if (key == null)
  return putForNullKey(value);
  // 若“key不为null”，则计算该key的哈希值，然后将其添加到该哈希值对应的链表中。
  int hash = hash(key.hashCode());
  int i = indexFor(hash, table.length);
  for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
  Object k;
  // 若“该key”对应的键值对已经存在，则用新的value取代旧的value。然后退出！
  if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
   V oldValue = e.value;
   e.value = value;
   e.recordAccess(this);
   return oldValue;
  }
  }
  // 若“该key”对应的键值对不存在，则将“key-value”添加到table中
  modCount++;
  addEntry(hash, key, value, i);
  return null;
 }
 // putForNullKey()的作用是将“key为null”键值对添加到table[]位置
 private V putForNullKey(V value) {
  for (Entry<K,V> e = table[]; e != null; e = e.next) {
  if (e.key == null) {
   V oldValue = e.value;
   e.value = value;
   e.recordAccess(this);
   return oldValue;
  }
  }
  // 这里的完全不会被执行到!
  modCount++;
  addEntry(0, null, value, 0);
  return null;
 }
 // 创建HashMap对应的“添加方法”，
 // 它和put()不同。putForCreate()是内部方法，它被构造函数等调用，用来创建HashMap
 // 而put()是对外提供的往HashMap中添加元素的方法。
 private void putForCreate(K key, V value) {
 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
  int i = indexFor(hash, table.length);
  // 若该HashMap表中存在“键值等于key”的元素，则替换该元素的value值
  for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
  Object k;
  if (e.hash == hash &&
   ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
   e.value = value;
   return;
  }
  }
  // 若该HashMap表中不存在“键值等于key”的元素，则将该key-value添加到HashMap中
  createEntry(hash, key, value, i);
 }
 // 将“m”中的全部元素都添加到HashMap中。
 // 该方法被内部的构造HashMap的方法所调用。
 private void putAllForCreate(Map<? extends K, ? extends V> m) {
  // 利用迭代器将元素逐个添加到HashMap中
  for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
  Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();
  putForCreate(e.getKey(), e.getValue());
  }
 }
 // 重新调整HashMap的大小，newCapacity是调整后的单位
 void resize(int newCapacity) {
  Entry[] oldTable = table;
  int oldCapacity = oldTable.length;
  if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
  threshold = Integer.MAX_VALUE;
  return;
  }
  // 新建一个HashMap，将“旧HashMap”的全部元素添加到“新HashMap”中，
  // 然后，将“新HashMap”赋值给“旧HashMap”。
  Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
  transfer(newTable);
  table = newTable;
  threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
 }
 // 将HashMap中的全部元素都添加到newTable中
 void transfer(Entry[] newTable) {
  Entry[] src = table;
  int newCapacity = newTable.length;
  for (int j = ; j < src.length; j++) {
  Entry<K,V> e = src[j];
  if (e != null) {
   src[j] = null;
   do {
   Entry<K,V> next = e.next;
   int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
   e.next = newTable[i];
   newTable[i] = e;
   e = next;
   } while (e != null);
  }
  }
 }
 // 将"m"的全部元素都添加到HashMap中
 public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
  // 有效性判断
  int numKeysToBeAdded = m.size();
 if (numKeysToBeAdded == 0)
  return;
  // 计算容量是否足够，
  // 若“当前实际容量 < 需要的容量”，则将容量x。
  if (numKeysToBeAdded > threshold) {
  int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + );
  if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
   targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
  int newCapacity = table.length;
  while (newCapacity < targetCapacity)
   newCapacity <<= ;
  if (newCapacity > table.length)
   resize(newCapacity);
  }
  // 通过迭代器，将“m”中的元素逐个添加到HashMap中。
  for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
  Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();
  put(e.getKey(), e.getValue());
  }
 }
 // 删除“键为key”元素
 public V remove(Object key) {
  Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
  return (e == null ? null : e.value);
 }
 // 删除“键为key”的元素
 final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
  // 获取哈希值。若key为null，则哈希值为；否则调用hash()进行计算
  int hash = (key == null) ? : hash(key.hashCode());
  int i = indexFor(hash, table.length);
  Entry<K,V> prev = table[i];
  Entry<K,V> e = prev;
  // 删除链表中“键为key”的元素
  // 本质是“删除单向链表中的节点”
  while (e != null) {
  Entry<K,V> next = e.next;
  Object k;
  if (e.hash == hash &&
   ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
   modCount++;
   size--;
   if (prev == e)
   table[i] = next;
   else
   prev.next = next;
   e.recordRemoval(this);
   return e;
  }
  prev = e;
  e = next;
  }
  return e;
 }
 // 删除“键值对”
 final Entry<K,V> removeMapping(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
  return null;
  Map.Entry<K,V> entry = (Map.Entry<K,V>) o;
  Object key = entry.getKey();
  int hash = (key == null) ? : hash(key.hashCode());
  int i = indexFor(hash, table.length);
  Entry<K,V> prev = table[i];
  Entry<K,V> e = prev;
  // 删除链表中的“键值对e”
  // 本质是“删除单向链表中的节点”
  while (e != null) {
  Entry<K,V> next = e.next;
  if (e.hash == hash && e.equals(entry)) {
   modCount++;
   size--;
   if (prev == e)
   table[i] = next;
   else
   prev.next = next;
   e.recordRemoval(this);
   return e;
  }
  prev = e;
  e = next;
  }
  return e;
 }
 // 清空HashMap，将所有的元素设为null
 public void clear() {
  modCount++;
  Entry[] tab = table;
  for (int i = 0; i < tab.length; i++)
  tab[i] = null;
  size = 0;
 }
 // 是否包含“值为value”的元素
 public boolean containsValue(Object value) {
 // 若“value为null”，则调用containsNullValue()查找
 if (value == null)
  return containsNullValue();
 // 若“value不为null”，则查找HashMap中是否有值为value的节点。
 Entry[] tab = table;
 for (int i = 0; i < tab.length ; i++)
  for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
   if (value.equals(e.value))
   return true;
 return false;
 }
 // 是否包含null值
 private boolean containsNullValue() {
 Entry[] tab = table;
  for (int i = ; i < tab.length ; i++)
  for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
   if (e.value == null)
   return true;
 return false;
 }
 // 克隆一个HashMap，并返回Object对象
 public Object clone() {
  HashMap<K,V> result = null;
  try {
  result = (HashMap<K,V>)super.clone();
  } catch (CloneNotSupportedException e) {
  // assert false;
  }
  result.table = new Entry[table.length];
  result.entrySet = null;
  result.modCount = 0;
  result.size = 0;
  result.init();
  // 调用putAllForCreate()将全部元素添加到HashMap中
  result.putAllForCreate(this);
  return result;
 }
 // Entry是单向链表。
 // 它是 “HashMap链式存储法”对应的链表。
 // 它实现了Map.Entry 接口，即实现getKey(), getValue(), setValue(V value), equals(Object o), hashCode()这些函数
 static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
  final K key;
  V value;
  // 指向下一个节点
  Entry<K,V> next;
  final int hash;
  // 构造函数。
  // 输入参数包括"哈希值(h)", "键(k)", "值(v)", "下一节点(n)"
  Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
  value = v;
  next = n;
  key = k;
  hash = h;
  }
  public final K getKey() {
  return key;
  }
  public final V getValue() {
  return value;
  }
  public final V setValue(V newValue) {
  V oldValue = value;
  value = newValue;
  return oldValue;
  }
  // 判断两个Entry是否相等
  // 若两个Entry的“key”和“value”都相等，则返回true。
  // 否则，返回false
  public final boolean equals(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
   return false;
  Map.Entry e = (Map.Entry)o;
  Object k1 = getKey();
  Object k2 = e.getKey();
  if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
   Object v1 = getValue();
  Object v2 = e.getValue();
  if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
   return true;
  }
  return false;
  }
  // 实现hashCode()
  public final int hashCode() {
  return (key==null ? 0 : key.hashCode()) ^
   (value==null ? 0 : value.hashCode());
  }
  public final String toString() {
  return getKey() + "=" + getValue();
  }
  // 当向HashMap中添加元素时，绘调用recordAccess()。
  // 这里不做任何处理
  void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
  }
  // 当从HashMap中删除元素时，绘调用recordRemoval()。
  // 这里不做任何处理
  void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
  }
 }
 // 新增Entry。将“key-value”插入指定位置，bucketIndex是位置索引。
 void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
  // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
  Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
  // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”，
  // 设置“e”为“新Entry的下一个节点”
  table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
  // 若HashMap的实际大小 不小于 “阈值”，则调整HashMap的大小
  if (size++ >= threshold)
  resize( * table.length);
 }
 // 创建Entry。将“key-value”插入指定位置，bucketIndex是位置索引。
 // 它和addEntry的区别是：
 // () addEntry()一般用在 新增Entry可能导致“HashMap的实际容量”超过“阈值”的情况下。
 // 例如，我们新建一个HashMap，然后不断通过put()向HashMap中添加元素；
 // put()是通过addEntry()新增Entry的。
 // 在这种情况下，我们不知道何时“HashMap的实际容量”会超过“阈值”；
 // 因此，需要调用addEntry()
 // () createEntry() 一般用在 新增Entry不会导致“HashMap的实际容量”超过“阈值”的情况下。
 // 例如，我们调用HashMap“带有Map”的构造函数，它绘将Map的全部元素添加到HashMap中；
 // 但在添加之前，我们已经计算好“HashMap的容量和阈值”。也就是，可以确定“即使将Map中
 // 的全部元素添加到HashMap中，都不会超过HashMap的阈值”。
 // 此时，调用createEntry()即可。
 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
  // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
  Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
  // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”，
  // 设置“e”为“新Entry的下一个节点”
  table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
  size++;
 }
 // HashIterator是HashMap迭代器的抽象出来的父类，实现了公共了函数。
 // 它包含“key迭代器(KeyIterator)”、“Value迭代器(ValueIterator)”和“Entry迭代器(EntryIterator)”个子类。
 private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {
  // 下一个元素
  Entry<K,V> next;
  // expectedModCount用于实现fast-fail机制。
  int expectedModCount;
  // 当前索引
  int index;
  // 当前元素
  Entry<K,V> current;
  HashIterator() {
  expectedModCount = modCount;
  if (size > ) { // advance to first entry
   Entry[] t = table;
   // 将next指向table中第一个不为null的元素。
   // 这里利用了index的初始值为，从开始依次向后遍历，直到找到不为null的元素就退出循环。
   while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
   ;
  }
  }
  public final boolean hasNext() {
  return next != null;
  }
  // 获取下一个元素
  final Entry<K,V> nextEntry() {
  if (modCount != expectedModCount)
   throw new ConcurrentModificationException();
  Entry<K,V> e = next;
  if (e == null)
   throw new NoSuchElementException();
  // 注意！！！
  // 一个Entry就是一个单向链表
  // 若该Entry的下一个节点不为空，就将next指向下一个节点;
  // 否则，将next指向下一个链表(也是下一个Entry)的不为null的节点。
  if ((next = e.next) == null) {
   Entry[] t = table;
   while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
   ;
  }
  current = e;
  return e;
  }
  // 删除当前元素
  public void remove() {
  if (current == null)
   throw new IllegalStateException();
  if (modCount != expectedModCount)
   throw new ConcurrentModificationException();
  Object k = current.key;
  current = null;
  HashMap.this.removeEntryForKey(k);
  expectedModCount = modCount;
  }
 }
 // value的迭代器
 private final class ValueIterator extends HashIterator<V> {
  public V next() {
  return nextEntry().value;
  }
 }
 // key的迭代器
 private final class KeyIterator extends HashIterator<K> {
  public K next() {
  return nextEntry().getKey();
  }
 }
 // Entry的迭代器
 private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
  public Map.Entry<K,V> next() {
  return nextEntry();
  }
 }
 // 返回一个“key迭代器”
 Iterator<K> newKeyIterator() {
  return new KeyIterator();
 }
 // 返回一个“value迭代器”
 Iterator<V> newValueIterator() {
  return new ValueIterator();
 }
 // 返回一个“entry迭代器”
 Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() {
  return new EntryIterator();
 }
 // HashMap的Entry对应的集合
 private transient Set<Map.Entry<K,V>> entrySet = null;
 // 返回“key的集合”，实际上返回一个“KeySet对象”
 public Set<K> keySet() {
  Set<K> ks = keySet;
  return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));
 }
 // Key对应的集合
 // KeySet继承于AbstractSet，说明该集合中没有重复的Key。
 private final class KeySet extends AbstractSet<K> {
  public Iterator<K> iterator() {
  return newKeyIterator();
  }
  public int size() {
  return size;
  }
  public boolean contains(Object o) {
  return containsKey(o);
  }
  public boolean remove(Object o) {
  return HashMap.this.removeEntryForKey(o) != null;
  }
  public void clear() {
  HashMap.this.clear();
  }
 }
 // 返回“value集合”，实际上返回的是一个Values对象
 public Collection<V> values() {
  Collection<V> vs = values;
  return (vs != null ? vs : (values = new Values()));
 }
 // “value集合”
 // Values继承于AbstractCollection，不同于“KeySet继承于AbstractSet”，
 // Values中的元素能够重复。因为不同的key可以指向相同的value。
 private final class Values extends AbstractCollection<V> {
  public Iterator<V> iterator() {
  return newValueIterator();
  }
  public int size() {
  return size;
  }
  public boolean contains(Object o) {
  return containsValue(o);
  }
  public void clear() {
  HashMap.this.clear();
  }
 }
 // 返回“HashMap的Entry集合”
 public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
  return entrySet();
 }
 // 返回“HashMap的Entry集合”，它实际是返回一个EntrySet对象
 private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
  Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
  return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
 }
 // EntrySet对应的集合
 // EntrySet继承于AbstractSet，说明该集合中没有重复的EntrySet。
 private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
  public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
  return newEntryIterator();
  }
  public boolean contains(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
   return false;
  Map.Entry<K,V> e = (Map.Entry<K,V>) o;
  Entry<K,V> candidate = getEntry(e.getKey());
  return candidate != null && candidate.equals(e);
  }
  public boolean remove(Object o) {
  return removeMapping(o) != null;
  }
  public int size() {
  return size;
  }
  public void clear() {
  HashMap.this.clear();
  }
 }
 // java.io.Serializable的写入函数
 // 将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”都写入到输出流中
 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
  throws IOException
 {
  Iterator<Map.Entry<K,V>> i =
  (size > 0) ? entrySet0().iterator() : null; 
  // Write out the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
  s.defaultWriteObject();
  // Write out number of buckets
  s.writeInt(table.length);
  // Write out size (number of Mappings)
  s.writeInt(size);
  // Write out keys and values (alternating)
  if (i != null) {
  while (i.hasNext()) {
  Map.Entry<K,V> e = i.next();
  s.writeObject(e.getKey());
  s.writeObject(e.getValue());
  }
  }
 }
 private static final long serialVersionUID = L;
 // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出
 // 将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”依次读出
 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
  throws IOException, ClassNotFoundException
 {
  // Read in the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
  s.defaultReadObject();
  // Read in number of buckets and allocate the bucket array;
  int numBuckets = s.readInt();
  table = new Entry[numBuckets];
  init(); // Give subclass a chance to do its thing.
  // Read in size (number of Mappings)
  int size = s.readInt();
  // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap
  for (int i=; i<size; i++) {
  K key = (K) s.readObject();
  V value = (V) s.readObject();
  putForCreate(key, value);
  }
 }
 // 返回“HashMap总的容量”
 int capacity() { return table.length; }
 // 返回“HashMap的加载因子”
 float loadFactor() { return loadFactor; }
 }

transient Entry[] table;

 static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
 final K key;
 V value;
 // 指向下一个节点
 Entry<K,V> next;
 final int hash;
 // 构造函数。
 // 输入参数包括"哈希值(h)", "键(k)", "值(v)", "下一节点(n)"
 Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
  value = v;
  next = n;
  key = k;
  hash = h;
 }
 public final K getKey() {
  return key;
 }
 public final V getValue() {
  return value;
 }
 public final V setValue(V newValue) {
  V oldValue = value;
  value = newValue;
  return oldValue;
 }
 // 判断两个Entry是否相等
 // 若两个Entry的“key”和“value”都相等，则返回true。
 // 否则，返回false
 public final boolean equals(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
  return false;
  Map.Entry e = (Map.Entry)o;
 Object k1 = getKey();
  Object k2 = e.getKey();
  if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
  Object v1 = getValue();
  Object v2 = e.getValue();
  if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
   return true;
  }
  return false;
 }
 // 实现hashCode()
 public final int hashCode() {
  return (key==null ? 0 : key.hashCode()) ^
  (value==null ? 0 : value.hashCode());
 }
 public final String toString() {
  return getKey() + "=" + getValue();
 }
 // 当向HashMap中添加元素时，绘调用recordAccess()。
 // 这里不做任何处理
 void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
 }
 // 当从HashMap中删除元素时，绘调用recordRemoval()。
 // 这里不做任何处理
 void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
 }
 }

// 默认构造函数。
 public HashMap() {
 // 设置“加载因子”
 this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
 // 设置“HashMap阈值”，当HashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将HashMap的容量加倍。
 threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);
 // 创建Entry数组，用来保存数据
 table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
 init();
 }
 // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
 if (initialCapacity < 0)
  throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
      initialCapacity);
 // HashMap的最大容量只能是MAXIMUM_CAPACITY
 if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
  initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
 if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
  throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
      loadFactor);
 // Find a power of 2 >= initialCapacity
 int capacity = 1;
 while (capacity < initialCapacity)
 capacity <<= 1;
 // 设置“加载因子”
 this.loadFactor = loadFactor;
 // 设置“HashMap阈值”，当HashMap中存储数据的数量达到threshold时，就需要将HashMap的容量加倍。
 threshold = (int)(capacity * loadFactor);
 // 创建Entry数组，用来保存数据
 table = new Entry[capacity];
 init();
 }
 // 指定“容量大小”的构造函数
 public HashMap(int initialCapacity) {
 this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
 }
 // 包含“子Map”的构造函数
 public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
 this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + ,
   DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR);
 // 将m中的全部元素逐个添加到HashMap中
 putAllForCreate(m);
 }

public void clear() {
 modCount++;
 Entry[] tab = table;
 for (int i = 0; i < tab.length; i++)
  tab[i] = null;
 size = 0;
 } 

public boolean containsKey(Object key) {
 return getEntry(key) != null;
}

final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
 // 获取哈希值
 // HashMap将“key为null”的元素存储在table[0]位置，“key不为null”的则调用hash()计算哈希值
 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
 // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素
 for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
  e != null;
  e = e.next) {
  Object k;
  if (e.hash == hash &&
  ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
  return e;
 }
 return null;
 }

 public boolean containsValue(Object value) {
 // 若“value为null”，则调用containsNullValue()查找
 if (value == null)
  return containsNullValue();
 // 若“value不为null”，则查找HashMap中是否有值为value的节点。
 Entry[] tab = table;
 for (int i = ; i < tab.length ; i++)
  for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
  if (value.equals(e.value))
   return true;
 return false;
 }

private boolean containsNullValue() {
 Entry[] tab = table;
 for (int i = ; i < tab.length ; i++)
  for (Entry e = tab[i] ; e != null ; e = e.next)
  if (e.value == null)
   return true;
 return false;
 }

 // 返回“HashMap的Entry集合”
 public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
 return entrySet0();
 }
 // 返回“HashMap的Entry集合”，它实际是返回一个EntrySet对象
 private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
 Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
 return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
 }
 // EntrySet对应的集合
 // EntrySet继承于AbstractSet，说明该集合中没有重复的EntrySet。
 private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
 public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
  return newEntryIterator();
 }
 public boolean contains(Object o) {
  if (!(o instanceof Map.Entry))
  return false;
  Map.Entry<K,V> e = (Map.Entry<K,V>) o;
  Entry<K,V> candidate = getEntry(e.getKey());
  return candidate != null && candidate.equals(e);
 }
 public boolean remove(Object o) {
  return removeMapping(o) != null;
 }
 public int size() {
  return size;
 }
 public void clear() {
  HashMap.this.clear();
 }
 }

 // 返回一个“entry迭代器”
 Iterator<Map.Entry<K,V>> newEntryIterator() {
 return new EntryIterator();
 }
 // Entry的迭代器
 private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
 public Map.Entry<K,V> next() {
  return nextEntry();
 }
 }
 // HashIterator是HashMap迭代器的抽象出来的父类，实现了公共了函数。
 // 它包含“key迭代器(KeyIterator)”、“Value迭代器(ValueIterator)”和“Entry迭代器(EntryIterator)”个子类。
 private abstract class HashIterator<E> implements Iterator<E> {
 // 下一个元素
 Entry<K,V> next;
 // expectedModCount用于实现fast-fail机制。
 int expectedModCount;
 // 当前索引
 int index;
 // 当前元素
 Entry<K,V> current;
 HashIterator() {
  expectedModCount = modCount;
  if (size > 0) { // advance to first entry
  Entry[] t = table;
  // 将next指向table中第一个不为null的元素。
  // 这里利用了index的初始值为，从开始依次向后遍历，直到找到不为null的元素就退出循环。
  while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
   ;
  }
 }
 public final boolean hasNext() {
  return next != null;
 }
 // 获取下一个元素
 final Entry<K,V> nextEntry() {
  if (modCount != expectedModCount)
  throw new ConcurrentModificationException();
  Entry<K,V> e = next;
  if (e == null)
  throw new NoSuchElementException();
  // 注意！！！
  // 一个Entry就是一个单向链表
  // 若该Entry的下一个节点不为空，就将next指向下一个节点;
  // 否则，将next指向下一个链表(也是下一个Entry)的不为null的节点。
  if ((next = e.next) == null) {
  Entry[] t = table;
  while (index < t.length && (next = t[index++]) == null)
   ;
  }
  current = e;
  return e;
 }
 // 删除当前元素
 public void remove() {
  if (current == null)
  throw new IllegalStateException();
  if (modCount != expectedModCount)
  throw new ConcurrentModificationException();
  Object k = current.key;
  current = null;
  HashMap.this.removeEntryForKey(k);
  expectedModCount = modCount;
 }
 }

public V get(Object key) {
 if (key == null)
  return getForNullKey();
 // 获取key的hash值
 int hash = hash(key.hashCode());
 // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素
 for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
  e != null;
  e = e.next) {
  Object k;
  if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
  return e.value;
 }
 return null;
 }

 public V put(K key, V value) {
 // 若“key为null”，则将该键值对添加到table[]中。
 if (key == null)
  return putForNullKey(value);
 // 若“key不为null”，则计算该key的哈希值，然后将其添加到该哈希值对应的链表中。
 int hash = hash(key.hashCode());
 int i = indexFor(hash, table.length);
 for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
  Object k;
  // 若“该key”对应的键值对已经存在，则用新的value取代旧的value。然后退出！
  if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
  V oldValue = e.value;
  e.value = value;
  e.recordAccess(this);
  return oldValue;
  }
 }
 // 若“该key”对应的键值对不存在，则将“key-value”添加到table中
 modCount++;
 addEntry(hash, key, value, i);
 return null;
 }

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
 // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
 Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
 // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”，
 // 设置“e”为“新Entry的下一个节点”
 table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
 // 若HashMap的实际大小 不小于 “阈值”，则调整HashMap的大小
 if (size++ >= threshold)
  resize(2 * table.length);
 } 

 void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
 // 保存“bucketIndex”位置的值到“e”中
 Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
 // 设置“bucketIndex”位置的元素为“新Entry”，
 // 设置“e”为“新Entry的下一个节点”
 table[bucketIndex] = new Entry<K,V>(hash, key, value, e);
 size++;
 } 

if (size++ >= threshold)
 resize(2 * table.length);

public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
 // 有效性判断
 int numKeysToBeAdded = m.size();
 if (numKeysToBeAdded == 0)
  return;
 // 计算容量是否足够，
 // 若“当前实际容量 < 需要的容量”，则将容量x。
 if (numKeysToBeAdded > threshold) {
  int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + );
  if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
  targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
  int newCapacity = table.length;
  while (newCapacity < targetCapacity)
  newCapacity <<= 1;
  if (newCapacity > table.length)
  resize(newCapacity);
 }
 // 通过迭代器，将“m”中的元素逐个添加到HashMap中。
 for (Iterator<? extends Map.Entry<? extends K, ? extends V>> i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext(); ) {
  Map.Entry<? extends K, ? extends V> e = i.next();
  put(e.getKey(), e.getValue());
 }
 }

 public V remove(Object key) {
 Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);
 return (e == null ? null : e.value);
 }
 // 删除“键为key”的元素
 final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
 // 获取哈希值。若key为null，则哈希值为0；否则调用hash()进行计算
 int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());
 int i = indexFor(hash, table.length);
 Entry<K,V> prev = table[i];
 Entry<K,V> e = prev;
 // 删除链表中“键为key”的元素
 // 本质是“删除单向链表中的节点”
 while (e != null) {
  Entry<K,V> next = e.next;
  Object k;
  if (e.hash == hash &&
  ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
  modCount++;
  size--;
  if (prev == e)
   table[i] = next;
  else
   prev.next = next;
  e.recordRemoval(this);
  return e;
  }
  prev = e;
  e = next;
 }
 return e;
 }

// 克隆一个HashMap，并返回Object对象
 public Object clone() {
 HashMap<K,V> result = null;
 try {
  result = (HashMap<K,V>)super.clone();
 } catch (CloneNotSupportedException e) {
  // assert false;
 }
 result.table = new Entry[table.length];
 result.entrySet = null;
 result.modCount = 0;
 result.size = 0;
 result.init();
 // 调用putAllForCreate()将全部元素添加到HashMap中
 result.putAllForCreate(this);
 return result;
 }

 // java.io.Serializable的写入函数
 // 将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”都写入到输出流中
 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
 throws IOException
 {
 Iterator<Map.Entry<K,V>> i =
  (size > 0) ? entrySet0().iterator() : null;
 // Write out the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
 s.defaultWriteObject();
 // Write out number of buckets
 s.writeInt(table.length);
 // Write out size (number of Mappings)
 s.writeInt(size);
 // Write out keys and values (alternating)
 if (i != null) {
  while (i.hasNext()) {
  Map.Entry<K,V> e = i.next();
  s.writeObject(e.getKey());
  s.writeObject(e.getValue());
  }
 }
 }
 // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出
 // 将HashMap的“总的容量，实际容量，所有的Entry”依次读出
 private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
 throws IOException, ClassNotFoundException
 {
 // Read in the threshold, loadfactor, and any hidden stuff
 s.defaultReadObject();
 
 // Read in number of buckets and allocate the bucket array;
 int numBuckets = s.readInt();
 table = new Entry[numBuckets];
 
 init(); // Give subclass a chance to do its thing.
 
 // Read in size (number of Mappings)
 int size = s.readInt();
 
 // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap
 for (int i=; i<size; i++) {
  K key = (K) s.readObject();
  V value = (V) s.readObject();
  putForCreate(key, value);
 }
51 }

// 假设map是HashMap对象
// map中的key是String类型，value是Integer类型
Integer integ = null;
Iterator iter = map.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();
}

// 假设map是HashMap对象
// map中的key是String类型，value是Integer类型
String key = null;
Integer integ = null;
Iterator iter = map.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
 // 获取key
 key = (String)iter.next();
 // 根据key，获取value
 integ = (Integer)map.get(key);
}

// 假设map是HashMap对象
// map中的key是String类型，value是Integer类型
Integer value = null;
Collection c = map.values();
Iterator iter= c.iterator();
while (iter.hasNext()) {
 value = (Integer)iter.next();
}

 import java.util.Map;
 import java.util.Random;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.HashSet;
 import java.util.Map.Entry;
 import java.util.Collection;
 /*
 * @desc 遍历HashMap的测试程序。
 * (01) 通过entrySet()去遍历key、value，参考实现函数：
 * iteratorHashMapByEntryset()
 * (02) 通过keySet()去遍历key、value，参考实现函数：
 * iteratorHashMapByKeyset()
 * (03) 通过values()去遍历value，参考实现函数：
 * iteratorHashMapJustValues()
 *
 * 
 */
 public class HashMapIteratorTest {
 public static void main(String[] args) {
  int val = ;
  String key = null;
  Integer value = null;
  Random r = new Random();
  HashMap map = new HashMap();
  for (int i=0; i<12; i++) {
  // 随机获取一个[0,100)之间的数字
  val = r.nextInt(100);  
  key = String.valueOf(val);
  value = r.nextInt(5);
  // 添加到HashMap中
  map.put(key, value);
  System.out.println(" key:"+key+" value:"+value);
  }
  // 通过entrySet()遍历HashMap的key-value
  iteratorHashMapByEntryset(map) ;
  // 通过keySet()遍历HashMap的key-value
  iteratorHashMapByKeyset(map) ;
  // 单单遍历HashMap的value
  iteratorHashMapJustValues(map); 
 }
 /*
 * 通过entry set遍历HashMap
 * 效率高!
 */
 private static void iteratorHashMapByEntryset(HashMap map) {
  if (map == null)
  return ;
  System.out.println("\niterator HashMap By entryset");
  String key = null;
  Integer integ = null;
  Iterator iter = map.entrySet().iterator();
  while(iter.hasNext()) {
  Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();
  key = (String)entry.getKey();
  integ = (Integer)entry.getValue();
  System.out.println(key+" -- "+integ.intValue());
  }
 }
 /*
 * 通过keyset来遍历HashMap
 * 效率低!
 */
 private static void iteratorHashMapByKeyset(HashMap map) {
  if (map == null)
  return ;
  System.out.println("\niterator HashMap By keyset");
  String key = null;
  Integer integ = null;
  Iterator iter = map.keySet().iterator();
  while (iter.hasNext()) {
  key = (String)iter.next();
  integ = (Integer)map.get(key);
  System.out.println(key+" -- "+integ.intValue());
  }
 }
 /*
 * 遍历HashMap的values
 */
 private static void iteratorHashMapJustValues(HashMap map) {
  if (map == null)
  return ;
  Collection c = map.values();
  Iterator iter= c.iterator();
  while (iter.hasNext()) {
  System.out.println(iter.next());
 }
 }
 }

 import java.util.Map;
 import java.util.Random;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.HashSet;
 import java.util.Map.Entry;
 import java.util.Collection;
 /*
 * @desc HashMap测试程序
 *  
 * 
 */
 public class HashMapTest {
  public static void main(String[] args) {
   testHashMapAPIs();
  }
  private static void testHashMapAPIs() {
   // 初始化随机种子
   Random r = new Random();
   // 新建HashMap
   HashMap map = new HashMap();
   // 添加操作
   map.put("one", r.nextInt(10));
   map.put("two", r.nextInt(10));
   map.put("three", r.nextInt(10));
   // 打印出map
   System.out.println("map:"+map );
   // 通过Iterator遍历key-value
   Iterator iter = map.entrySet().iterator();
   while(iter.hasNext()) {
    Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();
    System.out.println("next : "+ entry.getKey() +" - "+entry.getValue());
   }
   // HashMap的键值对个数  
   System.out.println("size:"+map.size());
   // containsKey(Object key) :是否包含键key
   System.out.println("contains key two : "+map.containsKey("two"));
   System.out.println("contains key five : "+map.containsKey("five"));
   // containsValue(Object value) :是否包含值value
   System.out.println("contains value : "+map.containsValue(new Integer()));
   // remove(Object key) ： 删除键key对应的键值对
   map.remove("three");
   System.out.println("map:"+map );
   // clear() ： 清空HashMap
   map.clear();
   // isEmpty() : HashMap是否为空
   System.out.println((map.isEmpty()?"map is empty":"map is not empty") );
  }
 }

map:{two=7, one=9, three=6}
next : two - 7
next : one - 9
next : three - 6
size:3
contains key two : true
contains key five : false
contains value 0 : false
map:{two=7, one=9}
map is empty