V Javě, HashMap je součástí kolekce Java od verze Java 1.2. Tato třída se nachází v java.util balík. Poskytuje základní implementaci mapového rozhraní Java. HashMap v Javě ukládá data do párů (Key, Value) a můžete k nim přistupovat pomocí indexu jiného typu (např. Integer). Jeden objekt se používá jako klíč (index) k jinému objektu (hodnotě). Pokud se pokusíte vložit duplicitní klíč do HashMap, nahradí prvek odpovídajícího klíče.

Co je HashMap?

Java HashMap je podobný HashTable , ale je nesynchronizovaný. Umožňuje uložit i nulové klíče, ale měl by existovat pouze jeden objekt nulového klíče a může existovat libovolný počet hodnot null. Tato třída neposkytuje žádné záruky ohledně pořadí mapy. Chcete-li použít tuto třídu a její metody, musíte provést import java.util.HashMap balíčku nebo jeho nadtřídy.

Obsah

• Co je HashMap?
• Příklady Java HashMap
• Prohlášení HashMap
• Hierarchie Java HashMap
• Vytváření HashMap v Javě
• Java HashMap konstruktory
• Provádění různých operací na HashMap
• Složitost HashMap v Javě
• Vnitřní struktura HashMap
• Výhody a nevýhody Java HashMap

Příklady Java HashMap

Níže je uvedena implementace příkladu Java HashMap:

Jáva

>

>

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

HashMap Prohlášení

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

Parametry:

Vyžaduje dva parametry, a to následující:

• Typ klíčů spravovaných touto mapou
• Typ mapovaných hodnot

Poznámka: K eys a value nemohou být primitivní datový typ. Klíč v Hashmap je platný, pokud je implementován metody hashCode() a equals(). , měl by být také neměnný (neměnný vlastní objekt), aby hashcode a rovnost zůstaly konstantní. Hodnota v hashmap může být jakákoliv třída obalu, vlastní objekty, pole, jakýkoli typ odkazu nebo dokonce null .

Například : Hashmap může mít pole jako hodnotu, ale ne jako klíč.

HashMap v Java implementuje Serializovatelné , Klonovatelné , Mapa rozhraní.Java HashMap rozšiřuje Abstraktní mapa třída. Přímé podtřídy jsou LinkedHashMap a PrinterStateReasons .

Hierarchie Java HashMap

Charakteristika Java HashMap

HashMap je datová struktura, která se používá k ukládání a načítání hodnot na základě klíčů. Některé z klíčových vlastností hashmap zahrnují:

• Rychlý přístupový čas : HashMaps poskytují konstantní časový přístup k prvkům, což znamená, že vyhledávání a vkládání prvků je velmi rychlé, obvykle O(1) časovou složitost.
• Používá hashovací funkci : HashMaps používá hashovací funkci k mapování klíčů na indexy v poli. To umožňuje rychlé vyhledání hodnot na základě klíčů.
• Ukládá páry klíč–hodnota: Každý prvek v HashMap se skládá z páru klíč-hodnota. Klíč se používá k vyhledání související hodnoty.
• Podporuje nulové klíče a hodnoty : HashMaps umožňují nulové hodnoty a klíče. To znamená, že k uložení hodnoty lze použít klíč null a ke klíči lze přiřadit hodnotu null.
• Není objednáno: HashMapy nejsou seřazeny, což znamená, že pořadí, ve kterém jsou prvky přidávány do mapy, není zachováno. LinkedHashMap je však variantou HashMap, která zachovává pořadí vložení.
• Umožňuje duplikáty : HashMaps umožňují duplicitní hodnoty, ale ne duplicitní klíče. Pokud je přidán duplicitní klíč, předchozí hodnota spojená s klíčem se přepíše.
• Nit-nebezpečné : HashMaps nejsou bezpečné pro vlákna, což znamená, že pokud ke stejné hashmapě přistupuje více vláken současně, může to vést k nekonzistentnosti dat. Pokud je vyžadována bezpečnost vlákna, lze použít ConcurrentHashMap.
• Kapacita a vytížení : HashMapy mají kapacitu, což je počet prvků, které mohou pojmout, a faktor zatížení, což je míra toho, jak plná může být hashmapa před změnou velikosti.

Vytváření HashMap v Javě

Pojďme pochopit, jak můžeme vytvořit HashMap v Javě s příkladem uvedeným níže:

Jáva

>

>

25 false 2>

Java HashMap konstruktory

HashMap poskytuje 4 konstruktory a modifikátor přístupu každého z nich je veřejný, které jsou uvedeny takto:

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

Nyní diskutujeme o výše uvedených konstruktorech jeden po druhém spolu s jejich implementací pomocí čistých programů Java.

1. HashMap()

Je to výchozí konstruktor, který vytváří instanci HashMap s počáteční kapacitou 16 a faktorem zatížení 0,75.

Syntax:

HashMap hm = new HashMap();>

Příklad

Jáva

>

>

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)

Vytvoří instanci HashMap s a specifikovaná počáteční kapacita a faktor zatížení 0,75.

Syntax:

HashMap hm = new HashMap(int initialCapacity);>

Příklad

Jáva

panel nástrojů pro rychlý přístup aplikace word

>

>

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)

Vytvoří instanci HashMap se zadanou počáteční kapacitou a zadaným faktorem zatížení.

Syntax:

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

Příklad

Jáva

>

>

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)

Vytvoří instanci HashMap se stejným mapováním jako zadaná mapa.

HashMap hm = new HashMap (mapa mapy);

Jáva

>

>

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

Provádění různých operací na HashMap

1. Přidávání prvků v HashMap v Javě

Abychom do mapy přidali prvek, můžeme použít dát() metoda. Pořadí vložení se však v Hashmap nezachová. Interně je pro každý prvek vygenerován samostatný hash a prvky jsou indexovány na základě tohoto hashu, aby byl efektivnější.

Jáva

>

hiba bukhari

>

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

2. Změna prvků v HashMap v Javě

Po přidání prvků, pokud chceme prvek změnit, lze to provést opětovným přidáním prvku s dát() metoda. Vzhledem k tomu, že prvky v mapě jsou indexovány pomocí klíčů, lze hodnotu klíče změnit jednoduchým vložením aktualizované hodnoty klíče, který chceme změnit.

Jáva

>

>

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

3. Odebrání prvku z Java HashMap

Abychom odstranili prvek z mapy, můžeme použít odstranit() metoda. Tato metoda převezme hodnotu klíče a odstraní mapování pro klíč z této mapy, pokud je v mapě přítomen.

Jáva

>

>

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

4. Procházení Java HashMap

Rozhraní Iterator můžeme použít k procházení libovolnou strukturou Collection Framework. Protože iterátory pracují s jedním typem dat, používáme Entry k rozlišení dvou samostatných typů do kompatibilního formátu. Poté pomocí metody next() vytiskneme položky HashMap.

Jáva

>

>

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

Složitost HashMap v Javě

HashMap poskytuje konstantní časovou složitost pro základní operace, získat a dát, pokud je hashovací funkce správně napsána a správně rozmístí prvky mezi kbelíky. Iterace přes HashMap závisí na kapacitě HashMap a počtu párů klíč–hodnota. V podstatě je to přímo úměrné kapacitě + velikosti. Kapacita je počet bucketů v HashMap. Není tedy dobrý nápad držet zpočátku v HashMapu vysoký počet bucketů.

Důležité vlastnosti HashMap

Chcete-li získat přístup k hodnotě, musíte znát její klíč. HashMap je známá jako HashMap, protože používá techniku ​​zvanou hashování. Hašování je technika převodu velkého řetězce na malý řetězec, který představuje stejný řetězec. Kratší hodnota pomáhá při indexování a rychlejším vyhledávání. HashSet také interně používá HashMap.
Několik důležitých funkcí HashMap je:

• HashMap je součástí balíčku java.util.
• HashMap rozšiřuje abstraktní třídu AbstractMap, která také poskytuje neúplnou implementaci rozhraní Map.
• Rovněž implementuje a Klonovatelné a Serializovatelné rozhraní. K a V ve výše uvedené definici představují klíč a hodnotu.
• HashMap neumožňuje duplicitní klíče, ale umožňuje duplicitní hodnoty. To znamená, že jeden klíč nemůže obsahovat více než 1 hodnotu, ale více než 1 klíč může obsahovat jednu hodnotu.
• HashMap umožňuje také klíč null, ale pouze jednou a více hodnot null.
• Tato třída neposkytuje žádné záruky ohledně pořadí mapy; zejména nezaručuje, že pořadí zůstane v průběhu času konstantní. Je zhruba podobný HashTable, ale je nesynchronizovaný.

Vnitřní struktura HashMap

Interně HashMap obsahuje pole Node a uzel je reprezentován jako třída, která obsahuje 4 pole:

1. int hash
2. K klíč
3. hodnota V
4. Další uzel

Je vidět, že uzel obsahuje odkaz na svůj vlastní objekt. Jde tedy o propojený seznam.

HashMap:

Uzel:

Výkon HashMap

Výkon HashMap závisí na 2 parametrech, které jsou pojmenovány takto:

1. Počáteční kapacita
2. Faktor zatížení

1. Počáteční kapacita – Je to kapacita HashMap v době jejího vytvoření (Je to počet bucketů, které může HashMap pojmout, když je HashMap vytvořena). V Javě je to zpočátku 2^4=16, což znamená, že může obsahovat 16 párů klíč–hodnota.

2. Faktor zatížení – Je to procentuální hodnota kapacity, po které má být kapacita Hashmap zvýšena (Je to procentuální naplnění bucketů, po kterých proběhne Rehashing). V Javě je to ve výchozím nastavení 0,75f, což znamená, že přehánění proběhne po naplnění 75 % kapacity.

3. Práh – Je to součin faktoru zatížení a počáteční kapacity. V Javě je ve výchozím nastavení (16 * 0,75 = 12). To znamená, že přehašování probíhá po vložení 12 párů klíč–hodnota do HashMap.

4. Rehashing – Je to proces zdvojnásobení kapacity HashMap poté, co dosáhne svého prahu. V Javě HashMap pokračuje v přehazování (ve výchozím nastavení) v následujícím pořadí – 2^4, 2^5, 2^6, 2^7, …. již brzy.

Pokud je počáteční kapacita udržována vyšší, přehánění nebude nikdy provedeno. Ale jeho udržováním na vyšší úrovni se zvyšuje časová složitost iterace. Měl by být tedy zvolen velmi chytře, aby se zvýšil výkon. Pro nastavení počáteční kapacity je třeba vzít v úvahu očekávaný počet hodnot. Nejobecněji upřednostňovaná hodnota faktoru zatížení je 0,75, což poskytuje dobrý poměr mezi náklady na čas a prostor. Hodnota faktoru zatížení se pohybuje mezi 0 a 1.

Poznámka: Počínaje verzí Java 8 začala Java používat pro řetězení Self Balancing BST namísto propojeného seznamu. Výhodou samovyvažovacího bst je, že v nejhorším případě (když se každý klíč mapuje do stejného slotu) získáme čas vyhledávání O(Log n).

Synchronizovaná HashMap

Jak se říká, HashMap je nesynchronizovaná, tj. může k ní přistupovat více vláken současně. Pokud k této třídě přistupuje více vláken současně a alespoň jedno s ní strukturálně manipuluje, je nutné ji externě synchronizovat. To se provádí synchronizací nějakého objektu, který zapouzdřuje mapu. Pokud žádný takový objekt neexistuje, lze jej obalit kolem Collections.synchronizedMap(), aby byla HashMap synchronizována a zabránilo se náhodnému nesynchronizovanému přístupu. Jako v následujícím příkladu:

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

Nyní je mapa m synchronizována. Iterátory této třídy jsou rychlé při selhání, pokud je po vytvoření iterátoru provedena jakákoliv úprava struktury, a to jakýmkoli způsobem kromě metody odstranění iterátoru. Při selhání iterátoru vyvolá výjimku ConcurrentModificationException.

Aplikace HashMap:

HashMap je především implementace hashování. Je to užitečné, když potřebujeme efektivní implementaci operací vyhledávání, vkládání a mazání. Podívejte se prosím na aplikace hashování pro detaily.

Metody v HashMapassociate

• K – Typ kláves na mapě.
• V – Typ hodnot mapovaných v mapě.

Metody zděděné z třídy java.util.AbstractMap

Metody zděděné z rozhraní java.util.Map

Výhody Java HashMap

• Rychlé vyhledání: HashMaps poskytují neustálý časový přístup k prvkům, což znamená, že vyhledávání a vkládání prvků je velmi rychlé.
• Efektivní úložiště : HashMaps používají hašovací funkci k mapování klíčů na indexy v poli. To umožňuje rychlé vyhledávání hodnot na základě klíčů a efektivní ukládání dat.
• Flexibilita : HashMaps umožňují nulové klíče a hodnoty a mohou ukládat páry klíč–hodnota jakéhokoli datového typu.
• Snadné použití : HashMaps mají jednoduché rozhraní a lze je snadno implementovat v Javě.
• Vhodné pro velké soubory dat : HashMaps zvládnou velké soubory dat bez zpomalení.

Nevýhody Java HashMap

• Neuspořádané : HashMaps nejsou seřazeny, což znamená, že pořadí, ve kterém jsou prvky přidávány do mapy, není zachováno.
• Není bezpečný pro vlákna : HashMaps nejsou bezpečné pro vlákna, což znamená, že pokud ke stejné hashmapě přistupuje více vláken současně, může to vést k nekonzistentnosti dat.
• Výkon se může zhoršit : V některých případech, pokud není funkce hash správně implementována nebo pokud je faktor zatížení příliš vysoký, může dojít ke snížení výkonu HashMap.
• Složitější než pole nebo seznamy : HashMaps může být složitější na pochopení a použití než jednoduchá pole nebo seznamy, zejména pro začátečníky.
• Vyšší využití paměti : Protože HashMaps používají základní pole, mohou využívat více paměti než jiné datové struktury, jako jsou pole nebo seznamy. To může být nevýhodou, pokud jde o využití paměti.

Také Číst

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

Nejčastější dotazy k Java HashMap

1. Co je HashMap v Javě?

HashMap v Javě je třída z frameworku kolekce, která do ní může ukládat páry klíč-hodnota.

2. Proč používat HashMap v Javě?

HashMap v Javě se používá pro ukládání párů klíč-hodnota, kde je každý klíč jedinečný.

3. Jaká je výhoda HashMapu?

HashMap se používá, protože poskytuje funkce jako:

• Rychlé vyhledání
• Efektivní úložiště
• Flexibilní použití
• Snadné použití
• Vhodné pro velké soubory dat