线性表数据结构解读(六)链式哈希表结构-LinkedHashMap
2016-12-10 00:00
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上一篇文章我和大家一起解读了HashMap的原理源码,各位童鞋可以点击链接查看线性表数据结构解读(五)哈希表结构-HashMap
这次我们一起来看一下LinkedHashMap,它保留插入的顺序,如果需要输出的顺序和输入时的相同,那么就选用LinkedHashMap。就LinkedHashMap而言,它继承了HashMap,底层使用哈希表与双向链表来保存所有元素。其基本操作与父类HashMap相似,它通过重写父类相关的方法,来实现自己的链接列表特性。
LinkedHashMap是Map接口的哈希表和链接列表实现,具有可预知的迭代顺序。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。
LinkedHashMap实现与HashMap的不同之处在于,后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序,该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。
第一种和队列一样默认是按插入顺序排序,先进来的是最老的元素,放在队头,将来会被先移出去,最后进来的是新的元素。
第二种,基于访问排序,那么调用get方法后,会将每次访问的元素移至队尾,将来移除的时候移除的是队头,最先访问的元素最后才被移除,不断访问可以形成按访问顺序排序的链表。
下图是我在小黑板手绘的双链回环循环链表
下面我们一起来分析一下LinkedHashMap的源码:
下图是我在小黑板手绘的插入方法实现原理图,注意其中指针的变化:
下面博文,我将为大家带来LinkedHashMap的最佳实践:LruCache缓存算法的解析,敬请查阅LinkedHashMap最佳实践:LruCache
这次我们一起来看一下LinkedHashMap,它保留插入的顺序,如果需要输出的顺序和输入时的相同,那么就选用LinkedHashMap。就LinkedHashMap而言,它继承了HashMap,底层使用哈希表与双向链表来保存所有元素。其基本操作与父类HashMap相似,它通过重写父类相关的方法,来实现自己的链接列表特性。
LinkedHashMap是Map接口的哈希表和链接列表实现,具有可预知的迭代顺序。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。
LinkedHashMap实现与HashMap的不同之处在于,后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序,该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。
第一种和队列一样默认是按插入顺序排序,先进来的是最老的元素,放在队头,将来会被先移出去,最后进来的是新的元素。
第二种,基于访问排序,那么调用get方法后,会将每次访问的元素移至队尾,将来移除的时候移除的是队头,最先访问的元素最后才被移除,不断访问可以形成按访问顺序排序的链表。
下图是我在小黑板手绘的双链回环循环链表
下面我们一起来分析一下LinkedHashMap的源码:
初始化及构造方法
/** * 双链回环循环链表 */ public class LinkedHashMap<K, V> extends HashMap<K, V> { /** * 双向链表的头结点 */ transient LinkedEntry<K, V> header; /** * true通过访问来排序,false通过插入排序 */ private final boolean accessOrder; /** * Constructs a new empty {@code LinkedHashMap} instance. */ public LinkedHashMap() { init(); accessOrder = false;// 默认是插入排序 } public LinkedHashMap(int initialCapacity) { this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { this(initialCapacity, loadFactor, false); } public LinkedHashMap( int initialCapacity, float loadFactor, boolean accessOrder) { super(initialCapacity, loadFactor); init(); this.accessOrder = accessOrder; } public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> map) { this(capacityForInitSize(map.size())); constructorPutAll(map); //LinkedHashMap重写了init()方法,在调用父类的构造方法完成构造后,进一步实现了对其元素Entry的初始化操作 @Override void init() { header = new LinkedEntry<K, V>(); } /** * 继承HashMap的Entry元素,又保存了其上一个元素before和下一个元素after的引用 */ static class LinkedEntry<K, V> extends HashMapEntry<K, V> { LinkedEntry<K, V> nxt; LinkedEntry<K, V> prv; /** Create the header entry */ LinkedEntry() { super(null, null, 0, null); nxt = prv = this; } /** Create a normal entry */ LinkedEntry(K key, V value, int hash, HashMapEntry<K, V> next, LinkedEntry<K, V> nxt, LinkedEntry<K, V> prv) { super(key, value, hash, next); this.nxt = nxt; this.prv = prv; } } /** * 拿到最老的元素 * Returns the eldest entry in the map, or {@code null} if the map is empty. * @hide */ public Entry<K, V> eldest() { LinkedEntry<K, V> eldest = header.nxt; return eldest != header ? eldest : null; } }
addNewEntry方法
/** * 重写了HashMap中的添加新元素方法 */ @Override void addNewEntry(K key, V value, int hash, int index) { // 找到头结点 LinkedEntry<K, V> header = this.header; // 找到用于移除的队头的最老结点 LinkedEntry<K, V> eldest = header.nxt; // 如果最老的结点不等于头结点(有元素存在)且removeEldestEntry为true if (eldest != header && removeEldestEntry(eldest)) { remove(eldest.key);// 移除最老元素key } // Create new entry, link it on to list, and put it into table // 使用双向链表的套路实现插入,基于访问排序 LinkedEntry<K, V> oldTail = header.prv; LinkedEntry<K, V> newTail = new LinkedEntry<K,V>( key, value, hash, table[index], header, oldTail); table[index] = oldTail.nxt = header.prv = newTail;// 把新的加入到table数组中 }
下图是我在小黑板手绘的插入方法实现原理图,注意其中指针的变化:
remove方法
// 移除最老的元素 protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) { return false; }
get方法
/** * Returns the value of the mapping with the specified key. * @param key the key. * @return the value of the mapping with the specified key, or {@code null} * if no mapping for the specified key is found. */ @Override public V get(Object key) { /* * This method is overridden to eliminate the need for a polymorphic * invocation in superclass at the expense of code duplication. */ if (key == null) { HashMapEntry<K, V> e = entryForNullKey; if (e == null) return null; if (accessOrder)// 判断排序模式 makeTail((LinkedEntry<K, V>) e); return e.value; } int hash = Collections.secondaryHash(key); HashMapEntry<K, V>[] tab = table; for (HashMapEntry<K, V> e = tab[hash & (tab.length - 1)]; e != null; e = e.next) { K eKey = e.key; if (eKey == key || (e.hash == hash && key.equals(eKey))) { if (accessOrder) makeTail((LinkedEntry<K, V>) e); return e.value; } } return null; }
下面博文,我将为大家带来LinkedHashMap的最佳实践:LruCache缓存算法的解析,敬请查阅LinkedHashMap最佳实践:LruCache
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