V jazyku Java, HashMap je súčasťou kolekcie Java od verzie Java 1.2. Táto trieda sa nachádza v java.util balík. Poskytuje základnú implementáciu mapového rozhrania Java. HashMap v jazyku Java ukladá údaje do párov (Kľúč, Hodnota) a môžete k nim pristupovať pomocou indexu iného typu (napr. Integer). Jeden objekt sa používa ako kľúč (index) k inému objektu (hodnote). Ak sa pokúsite vložiť duplicitný kľúč do HashMap, nahradí prvok zodpovedajúceho kľúča.

Čo je HashMap?

Java HashMap je podobný HashTable , ale nie je synchronizovaný. Umožňuje uložiť aj nulové kľúče, ale mal by existovať iba jeden objekt nulového kľúča a môže existovať ľubovoľný počet hodnôt null. Táto trieda neposkytuje žiadne záruky, pokiaľ ide o poradie mapy. Ak chcete použiť túto triedu a jej metódy, musíte importovať java.util.HashMap balík alebo jeho nadtriedu.

Obsah

• Čo je HashMap?
• Príklady Java HashMap
• Vyhlásenie HashMap
• Hierarchia Java HashMap
• Vytvorenie HashMap v Jave
• Konštruktory Java HashMap
• Vykonávanie rôznych operácií na HashMap
• Zložitosť HashMap v Jave
• Vnútorná štruktúra HashMap
• Výhody a nevýhody Java HashMap

Príklady Java HashMap

Nižšie je uvedená implementácia príkladu Java HashMap:

Java

>

>

Size of map is:- 3 {vaibhav=20, vishal=10, sachin=30} value for key 'vishal' is:- 10>

HashMap Vyhlásenie

public class HashMap extends AbstractMap implements Map, Cloneable, Serializable>

Parametre:

Vyžaduje si dva parametre, konkrétne takto:

• Typ kľúčov udržiavaných touto mapou
• Typ mapovaných hodnôt

Poznámka: K ey a value nemôžu byť primitívnym dátovým typom. Kľúč v Hashmap je platný, ak je implementovaný metódy hashCode() a equals(). , mal by byť tiež nemenný (nezmeniteľný vlastný objekt), aby kód hash a rovnosť zostali konštantné. Hodnota v hashmap môže byť ľubovoľná trieda obalu, vlastné objekty, polia, akýkoľvek typ odkazu alebo dokonca null .

Napríklad : Hashmap môže mať pole ako hodnotu, ale nie ako kľúč.

HashMap v implementáciách Java Serializovateľné , Klonovateľné , Mapa rozhrania.Java HashMap rozširuje Abstraktná mapa trieda. Priame podtriedy sú LinkedHashMap a PrinterStateReasons .

Hierarchia Java HashMap

Charakteristika Java HashMap

HashMap je dátová štruktúra, ktorá sa používa na ukladanie a získavanie hodnôt na základe kľúčov. Niektoré z kľúčových charakteristík hashmap zahŕňajú:

• Rýchly prístupový čas : HashMaps poskytujú neustály časový prístup k prvkom, čo znamená, že vyhľadávanie a vkladanie prvkov je veľmi rýchle, zvyčajne O(1) časová zložitosť.
• Používa funkciu hashovania : HashMaps používa hašovaciu funkciu na mapovanie kľúčov na indexy v poli. To umožňuje rýchle vyhľadávanie hodnôt na základe kľúčov.
• Ukladá páry kľúč – hodnota: Každý prvok v HashMape pozostáva z páru kľúč – hodnota. Kľúč sa používa na vyhľadanie súvisiacej hodnoty.
• Podporuje nulové kľúče a hodnoty : HashMaps umožňujú nulové hodnoty a kľúče. To znamená, že na uloženie hodnoty možno použiť nulový kľúč a ku kľúču možno priradiť nulovú hodnotu.
• Nie je objednané: HashMapy nie sú usporiadané, čo znamená, že poradie, v ktorom sú prvky pridávané do mapy, nie je zachované. LinkedHashMap je však variáciou HashMap, ktorá zachováva poradie vloženia.
• Umožňuje duplikáty : HashMaps umožňujú duplicitné hodnoty, ale nie duplicitné kľúče. Ak sa pridá duplicitný kľúč, predchádzajúca hodnota priradená ku kľúču sa prepíše.
• Niť-nebezpečné : HashMaps nie sú bezpečné pre vlákna, čo znamená, že ak k rovnakej hashmape pristupuje viacero vlákien súčasne, môže to viesť k nekonzistentnosti údajov. Ak sa vyžaduje bezpečnosť vlákien, možno použiť ConcurrentHashMap.
• Kapacita a koeficient zaťaženia : HashMapy majú kapacitu, čo je počet prvkov, ktoré môžu obsahovať, a faktor zaťaženia, čo je miera toho, ako plná môže byť hashmapa pred zmenou veľkosti.

Vytvorenie HashMap v Jave

Poďme pochopiť, ako môžeme vytvoriť HashMap v Jave s príkladom uvedeným nižšie:

Java

je prázdna java

>

>

25 false 2>

Konštruktory Java HashMap

HashMap poskytuje 4 konštruktory a modifikátor prístupu každého z nich je verejný, ktoré sú uvedené takto:

1. HashMap()
2. HashMap (int initialCapacity)
3. HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)
4. HashMap (mapa mapy)

Teraz diskutujeme o vyššie uvedených konštruktéroch jeden po druhom spolu s ich implementáciou pomocou čistých programov Java.

1. HashMap()

Je to predvolený konštruktor, ktorý vytvára inštanciu HashMap s počiatočnou kapacitou 16 a faktorom zaťaženia 0,75.

Syntax:

HashMap hm = new HashMap();>

Príklad

Java

>

>

Mappings of HashMap hm1 are : {1=one, 2=two, 3=three} Mapping of HashMap hm2 are : {4=four, 5=five, 6=six}>

2. HashMap (int initialCapacity)

Vytvára inštanciu HashMap s a špecifikovaná počiatočná kapacita a koeficient zaťaženia 0,75.

Syntax:

HashMap hm = new HashMap(int initialCapacity);>

Príklad

Java

>

>

Mappings of HashMap hm1 are : {1=one, 2=two, 3=three} Mapping of HashMap hm2 are : {4=four, 5=five, 6=six}>

3. HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

Vytvára inštanciu HashMap so špecifikovanou počiatočnou kapacitou a špecifikovaným faktorom zaťaženia.

Syntax:

HashMap hm = new HashMap(int initialCapacity, float loadFactor);>

Príklad

Java

skúste catch catch java

>

>

Mappings of HashMap hm1 are : {1=one, 2=two, 3=three} Mapping of HashMap hm2 are : {4=four, 5=five, 6=six}>

4. HashMap (mapa mapy)

Vytvorí inštanciu HashMap s rovnakým mapovaním ako zadaná mapa.

HashMap hm = new HashMap (mapa mapy);

Java

>

>

Mappings of HashMap hm1 are : {1=one, 2=two, 3=three} Mapping of HashMap hm2 are : {1=one, 2=two, 3=three}>

Vykonávanie rôznych operácií na HashMap

1. Pridávanie prvkov v HashMap v Jave

Na pridanie prvku do mapy môžeme použiť dať () metóda. Poradie vloženia sa však v Hashmap nezachová. Interne sa pre každý prvok vygeneruje samostatný hash a prvky sa indexujú na základe tohto hashu, aby bol efektívnejší.

Java

>

>

Mappings of HashMap hm1 are : {1=Geeks, 2=For, 3=Geeks} Mapping of HashMap hm2 are : {1=Geeks, 2=For, 3=Geeks}>

2. Zmena prvkov v HashMap v Jave

Po pridaní prvkov, ak chceme prvok zmeniť, môžeme to urobiť opätovným pridaním prvku s dať () metóda. Keďže prvky na mape sú indexované pomocou kľúčov, hodnotu kľúča je možné zmeniť jednoduchým vložením aktualizovanej hodnoty pre kľúč, ktorý chceme zmeniť.

Java

>

>

výnimka java throw

Initial Map {1=Geeks, 2=Geeks, 3=Geeks} Updated Map {1=Geeks, 2=For, 3=Geeks}>

3. Odstránenie prvku z Java HashMap

Na odstránenie prvku z mapy môžeme použiť odstrániť () metóda. Táto metóda prevezme hodnotu kľúča a odstráni mapovanie pre kľúč z tejto mapy, ak sa na mape nachádza.

Java

>

>

Mappings of HashMap are : {1=Geeks, 2=For, 3=Geeks, 4=For} Mappings after removal are : {1=Geeks, 2=For, 3=Geeks}>

4. Prechod Java HashMap

Rozhranie Iterator môžeme použiť na prechádzanie cez akúkoľvek štruktúru Collection Framework. Keďže iterátory pracujú s jedným typom údajov, používame Entry na rozlíšenie dvoch samostatných typov do kompatibilného formátu. Potom pomocou metódy next() vytlačíme položky HashMap.

Java

>

>

Key: vaibhav Value: 20 Key: vishal Value: 10 Key: sachin Value: 30>

Zložitosť HashMap v Jave

HashMap poskytuje konštantnú časovú zložitosť pre základné operácie, získajte a vložte, ak je hašovacia funkcia správne napísaná a správne rozdeľuje prvky medzi vedrá. Iterácia cez HashMap závisí od kapacity HashMap a počtu párov kľúč – hodnota. V podstate je to priamo úmerné kapacite + veľkosti. Kapacita je počet bucketov v HashMap. Preto nie je dobrý nápad ponechať si na začiatku v HashMape vysoký počet vedier.

Dôležité funkcie HashMap

Ak chcete získať prístup k hodnote, musíte poznať jej kľúč. HashMap je známa ako HashMap, pretože používa techniku ​​​​nazývanú hashovanie. Hašovanie je technika konverzie veľkého reťazca na malý reťazec, ktorý predstavuje rovnaký reťazec. Kratšia hodnota pomáha pri indexovaní a rýchlejšie vyhľadávanie. HashSet tiež interne používa HashMap.
Niekoľko dôležitých funkcií HashMap je:

• HashMap je súčasťou balíka java.util.
• HashMap rozširuje abstraktnú triedu AbstractMap, ktorá tiež poskytuje neúplnú implementáciu rozhrania mapy.
• Taktiež implementuje a Klonovateľné a Serializovateľné rozhrania. K a V vo vyššie uvedenej definícii predstavujú kľúč a hodnotu.
• HashMap nepovoľuje duplicitné kľúče, ale umožňuje duplicitné hodnoty. To znamená, že jeden kľúč nemôže obsahovať viac ako 1 hodnotu, ale viac ako 1 kľúč môže obsahovať jednu hodnotu.
• HashMap umožňuje aj nulový kľúč, ale iba raz a viac hodnôt null.
• Táto trieda neposkytuje žiadne záruky, pokiaľ ide o poradie mapy; najmä nezaručuje, že poradie zostane v priebehu času konštantné. Je zhruba podobný HashTable, ale je nesynchronizovaný.

Vnútorná štruktúra HashMap

Interne HashMap obsahuje pole Node a uzol je reprezentovaný ako trieda, ktorá obsahuje 4 polia:

1. int hash
2. K kľúč
3. hodnota V
4. Ďalej uzol

Je vidieť, že uzol obsahuje odkaz na svoj vlastný objekt. Ide teda o prepojený zoznam.

HashMap:

uzol:

c# dátum a čas

Výkon HashMap

Výkon HashMap závisí od 2 parametrov, ktoré sú pomenované takto:

1. Počiatočná kapacita
2. Vyťaženosť

1. Počiatočná kapacita – Je to kapacita HashMap v čase jej vytvorenia (Je to počet segmentov, ktoré môže HashMap obsahovať, keď je HashMap inštanciovaná). V jazyku Java je na začiatku 2^4=16, čo znamená, že môže obsahovať 16 párov kľúč – hodnota.

2. Faktor zaťaženia – Je to percentuálna hodnota kapacity, po ktorej sa má kapacita Hashmap zvýšiť (Je to percentuálne naplnenie bucketov, po ktorých prebehne Rehashing). V jave je to štandardne 0,75f, čo znamená, že prehashovanie sa uskutoční po naplnení 75% kapacity.

3. Prahová hodnota – Je to súčin faktora zaťaženia a počiatočnej kapacity. V jave je to štandardne (16 * 0,75 = 12). To znamená, že rehashing sa uskutoční po vložení 12 párov kľúč – hodnota do HashMap.

4. Rehashing – Je to proces zdvojnásobenia kapacity HashMap po dosiahnutí svojho prahu. V jave HashMap pokračuje v prehadzovaní (predvolene) v nasledujúcom poradí – 2^4, 2^5, 2^6, 2^7, .... tak ďalej.

Ak sa počiatočná kapacita udrží na vyššej úrovni, prehánanie sa nikdy nevykoná. Ale jej udržaním sa zvyšuje časová náročnosť iterácie. Pre zvýšenie výkonu ho teda treba zvoliť veľmi šikovne. Pri stanovení počiatočnej kapacity by sa mal brať do úvahy očakávaný počet hodnôt. Najbežnejšie preferovaná hodnota faktora zaťaženia je 0,75, čo predstavuje dobrý pomer medzi nákladmi na čas a priestor. Hodnota faktora zaťaženia sa pohybuje medzi 0 a 1.

Poznámka: Od verzie Java 8 začala Java na reťazenie používať Self Balancing BST namiesto prepojeného zoznamu. Výhodou samovyvažovacieho bst je, že v najhoršom prípade (keď sa každý kľúč mapuje do rovnakého slotu) dostaneme čas vyhľadávania O(Log n).

Synchronizovaná HashMap

Ako sa hovorí, HashMap je nesynchronizovaná, t.j. viaceré vlákna k nej môžu pristupovať súčasne. Ak k tejto triede pristupuje viacero vlákien súčasne a aspoň jedno s ňou štrukturálne manipuluje, je potrebné ju externe synchronizovať. Robí sa to synchronizáciou nejakého objektu, ktorý zapuzdruje mapu. Ak žiadny takýto objekt neexistuje, môže byť zabalený okolo Collections.synchronizedMap(), aby sa HashMap synchronizoval a zabránilo sa náhodnému nesynchronizovanému prístupu. Ako v nasledujúcom príklade:

Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(...));>

Teraz je mapa m synchronizovaná. Iterátory tejto triedy sú rýchle, ak sa po vytvorení iterátora vykoná akákoľvek úprava štruktúry, a to akýmkoľvek spôsobom okrem metódy odstránenia iterátora. V prípade zlyhania iterátora vyvolá výnimku ConcurrentModificationException.

Aplikácie HashMap:

HashMap je hlavne implementácia hashovania. Je to užitočné, keď potrebujeme efektívnu implementáciu operácií vyhľadávania, vkladania a odstraňovania. Pozrite si prosím aplikácie hashovania pre podrobnosti.

Metódy v HashMapassociate

• K – Typ kľúčov na mape.
• V – Typ hodnôt mapovaných na mape.

Metódy zdedené z triedy java.util.AbstractMap

Metódy zdedené z rozhrania java.util.Map

Výhody Java HashMap

• Rýchle načítanie: HashMaps poskytujú neustály časový prístup k prvkom, čo znamená, že vyhľadávanie a vkladanie prvkov je veľmi rýchle.
• Efektívne skladovanie : HashMaps používajú hašovaciu funkciu na mapovanie kľúčov na indexy v poli. To umožňuje rýchle vyhľadávanie hodnôt na základe kľúčov a efektívne ukladanie údajov.
• Flexibilita : HashMaps umožňujú nulové kľúče a hodnoty a môžu ukladať páry kľúč – hodnota akéhokoľvek typu údajov.
• Jednoduché použitie : HashMaps majú jednoduché rozhranie a dajú sa ľahko implementovať v jazyku Java.
• Vhodné pre veľké súbory údajov : HashMaps dokáže spracovať veľké súbory údajov bez spomalenia.

Nevýhody Java HashMap

• Neusporiadané : HashMapy nie sú usporiadané, čo znamená, že poradie, v ktorom sú prvky pridávané do mapy, nie je zachované.
• Nie je bezpečný pre vlákna : HashMaps nie sú bezpečné pre vlákna, čo znamená, že ak k rovnakej hashmape pristupuje viacero vlákien súčasne, môže to viesť k nekonzistentnosti údajov.
• Výkon sa môže zhoršiť : V niektorých prípadoch, ak funkcia hash nie je správne implementovaná alebo ak je faktor zaťaženia príliš vysoký, môže sa výkon HashMap znížiť.
• Zložitejšie ako polia alebo zoznamy : HashMaps môže byť zložitejšie na pochopenie a použitie ako jednoduché polia alebo zoznamy, najmä pre začiatočníkov.
• Vyššie využitie pamäte : Keďže HashMaps používajú základné pole, môžu využívať viac pamäte ako iné dátové štruktúry, ako sú polia alebo zoznamy. To môže byť nevýhodou, ak je problémom využitie pamäte.

Tiež si prečítajte

• Hashmap vs Treemap
• Hashmap vs HashTable
• Nedávne články o Java HashMap

Časté otázky o Java HashMap

1. Čo je HashMap v Jave?

HashMap v jazyku Java je trieda z rámca kolekcie, ktorá môže v sebe ukladať páry kľúč-hodnota.

2. Prečo používať HashMap v Jave?

HashMap v jazyku Java sa používa na ukladanie párov kľúč-hodnota, kde je každý kľúč jedinečný.

3. Aká je výhoda HashMapu?

HashMap sa používa, pretože poskytuje funkcie ako:

• Rýchle načítanie
• Efektívne skladovanie
• Flexibilné použitie
• Jednoduché použitie
• Vhodné pre veľké súbory údajov