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LinkedHashMap学习笔记

LinkedHashMap学习笔记

作者: cpyl | 来源:发表于2019-02-27 10:38 被阅读0次

    一、LinkedHashMap

    1.1 数据结构示意图

    来源网络
    由上图可以看出LinkedHashMap的底层类似于HashMap,不过它还维护了一个双向链表。这就保证了它的插入顺序。也就是说说默认情况下,遍历是按照插入节点的顺序。但是在构造时候传入accessOrder参数(默认时是false),使得其遍历顺序按照访问的顺序输出(在调用get方法后,会把当前的元素移动到链表的末尾)。

    1.2 成员变量

        /**
         * The head (eldest) of the doubly linked list.
         */
        transient LinkedHashMap.Entry<K,V> head;
    
        /**
         * The tail (youngest) of the doubly linked list.
         */
        transient LinkedHashMap.Entry<K,V> tail;
    
        /**
         * The iteration ordering method for this linked hash map: <tt>true</tt>
         * for access-order, <tt>false</tt> for insertion-order.
         *
         * @serial
         */
        final boolean accessOrder;
    

    head 、tail 分别指向内部双向链表的表头和表尾,accessOrder指定了遍历时的顺序(在AccessOrder的情况下,使用get方法也是结构性的修改!使用它获取value会出现运行时修改的异常)
    Entry节点

         static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
            Entry<K,V> before, after;
            Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
                super(hash, key, value, next);
            }
        }
    

    继承自HashMap的Node节点,但是在其基础上进行了拓展,改成了一个双向链表。

    1.3 构造函数

            //默认是false,则迭代时输出的顺序是插入节点的顺序。若为true,则输出的顺序是按照访问节点的顺序。
        //为true时,可以在这基础之上构建一个LruCach
        final boolean accessOrder;
    
        public LinkedHashMap() {
            super();
            accessOrder = false;
        }
        //指定初始化时的容量,
        public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
            super(initialCapacity);
            accessOrder = false;
        }
        //指定初始化时的容量,和扩容的加载因子
        public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
            super(initialCapacity, loadFactor);
            accessOrder = false;
        }
        //指定初始化时的容量,和扩容的加载因子,以及迭代输出节点的顺序
        public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                             float loadFactor,
                             boolean accessOrder) {
            super(initialCapacity, loadFactor);
            this.accessOrder = accessOrder;
        }
        //利用另一个Map 来构建,
        public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
            super();
            accessOrder = false;
            //该方法上文分析过,批量插入一个map中的所有数据到 本集合中。
            putMapEntries(m, false);
        }
    

    与HashMap的基本相同,但是增加了一个accessOrder变量,规定了遍历时的访问顺序,默认是按插入顺序。

    1.4 重写HashMap的方法

        //将LinkedHashMap重置到默认状态
            void reinitialize() {
            super.reinitialize();//重置哈希表
            head = tail = null;//重置双链表
        }
    
        //创建一个普通entry,将entry插入到双向循环链表的末尾,最后返回entry
        Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
            LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
                new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
            linkNodeLast(p);
            return p;
        }
    
        //将新增的节点,连接在链表的尾部
        private void linkNodeLast(LinkedHashMap.Entry<K,V> p) {
            LinkedHashMap.Entry<K,V> last = tail;
            tail = p;
            //集合之前是空的
            if (last == null)
                head = p;
            else {//将新节点连接在链表的尾部
                p.before = last;
                last.after = p;
            }
        }
    

    1.5 put方法

    在源码中并没有找到put。LinkedHashMap继承自HashMap,它直接使用了HashMap的put方法,但是在创建节点时,它调用的是自己重写的newNode(...)方法(见上面)

    1.6 get 方法

        public V get(Object key) {
            Node<K,V> e;
            if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
                return null;//根据键的hash值调用getNode寻找节点,如过不存在,返回null;
            if (accessOrder)//如果是访问顺序,将这个节点放到链表的末尾,
                afterNodeAccess(e);
            return e.value;//否则返回这个节点的值
        }
        //将这个节点放到链表的末尾
        void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
            LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
            if (accessOrder && (last = tail) != e) {
                LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
                    (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
                p.after = null;
                if (b == null)
                    head = a;
                else
                    b.after = a;
                if (a != null)
                    a.before = b;
                else
                    last = b;
                if (last == null)
                    head = p;
                else {
                    p.before = last;
                    last.after = p;
                }
                tail = p;
                ++modCount;
            }
        }
    
         final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
            Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
            if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
                (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
                if (first.hash == hash && // always check first node
                    ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    return first;
                if ((e = first.next) != null) {
                    if (first instanceof TreeNode)
                        return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                    do {
                        if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                            return e;
                    } while ((e = e.next) != null);
                }
            }
            return null;
        }
    

    getNode方法获取节点(与HashMap的一样 ):

    • 如果第一个就匹配上了,直接返回
    • 否则,判断节点类型是否是红黑树,是就遍历树
    • 否则就是链表了,遍历
    • 最后返回

    1.7 remove方法

          public V remove(Object key) {
            Node<K,V> e;
            return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
                null : e.value;
        }
    

    类似于HashMap的removeNode,但是里面有调用重写的afterNodeRemoval(...),保证了元素删除后,hash表和链表的一致性

          //在删除节点e时,同步将e从双向链表上删除
        void afterNodeRemoval(Node<K,V> e) { // unlink
            LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
                (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
            //待删除节点 p 的前置后置节点都置空
            p.before = p.after = null;
            //如果前置节点是null,则现在的头结点应该是后置节点a
            if (b == null)
                head = a;
            else//否则将前置节点b的后置节点指向a
                b.after = a;
            //同理如果后置节点时null ,则尾节点应是b
            if (a == null)
                tail = b;
            else//否则更新后置节点a的前置节点为b
                a.before = b;
        }
    

    1.8 遍历

          public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
            Set<Map.Entry<K,V>> es;
            //返回LinkedEntrySet
            return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new LinkedEntrySet()) : es;
        }
        }
    
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    由上可以知道在使用迭代器时,从内部维护的双链表的表头开始循环输出,这就说明了初始容量对遍历没有影响


    二、小结

    LinkedHashMap继承了HashMap,它的大部分方法都是直接拿过来使用的。与HashMap最大的不同就是通过内部维护的双向链表可以保证了插入顺序。增加的accessOrder变量可以改变它迭代遍历时的顺序。在每次插入数据,或者访问、修改数据时,会增加节点、或调整链表的节点顺序。以决定迭代时输出的顺序。

    • accessOrder默认是false,则迭代时输出的顺序是插入节点的顺序。若为true,则输出的顺序是按照访问节点的顺序。(将当前被访问的节点移动到双向链表的尾部)
    • 没有重写put方法,但是内部重写了newNode(...),保证新建节点时将其插入到双向链表的尾部
    • 重写了entrySet()方法。里面的迭代器的next()方法会从内部尾部的双向链表的表头循环输出。

    参考:

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