Java HashMap指南

一、HashMap入門

Java中的HashMap是一種常見的數據結構，可以用於在鍵值對的基礎上快速存儲、檢索和刪除數據。它可以通過鍵來訪問元素，而不是通過位置。

使用HashMap的第一步是創建HashMap對象，我們可以在創建HashMap對象時指定一個特定的類型，如下所示：

HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();

上面的例子中，HashMap包含鍵值對，鍵的類型是String，值的類型是Integer。下面是向HashMap中添加元素的示例：

hashMap.put("Apple", 1);
hashMap.put("Banana", 2);
hashMap.put("Orange", 3);

使用HashMap時，鍵必須是唯一的，如果已經存在相同的鍵，則新值將替代舊值。可以使用get()方法訪問元素，如下所示：

System.out.println(hashMap.get("Banana"));

上面的代碼將打印「2」，因為在HashMap中鍵「Banana」的值為2。

二、HashMap常見操作

1、遍歷HashMap

要遍歷HashMap，我們可以使用迭代器或Java 8的for-each循環。以下是示例代碼：

// 使用迭代器遍歷HashMap
Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = hashMap.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Map.Entry<String, Integer> entry = iterator.next();
    System.out.println(entry.getKey() + " : " + entry.getValue());
}

// 使用Java 8的for-each循環遍歷HashMap
hashMap.forEach((key, value) -> System.out.println(key + " : " + value));

2、刪除元素

要刪除HashMap中的元素，可以使用remove()方法。以下是示例代碼：

hashMap.remove("Orange");

3、更新元素

要更新HashMap中的元素，可以使用put()方法，與向HashMap中添加元素的方式相同。以下是示例代碼：

hashMap.put("Apple", 5);

三、HashMap擴容機制

當HashMap中存儲的元素數量比較多時，它會自動擴容以容納更多的元素。HashMap中有兩個重要的參數可以控制擴容過程：

• 負載因子
• 初始容量

負載因子是一個浮點值，用于衡量HashMap在什麼時候需要擴容。負載因子越大，容器中元素的數目越多，導致擴容次數的減少但可能增加查找元素的時間。初始容量是指創建HashMap時它的最初大小。

默認情況下，HashMap的負載因子為0.75，初始容量為16。當HashMap要插入元素時，如果元素數量大於此容量的負載因子，那麼HashMap將自動進行擴容。擴容會使HashMap的容量翻倍，因此擴容時代價較高，建議在創建HashMap時將其初值設定足夠高。

可以通過以下示例代碼的方式設定負載因子和初始容量：

HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>(20, 0.5f);

四、線程安全性

HashMap類不是線程安全的。如果需要在多線程環境下使用HashMap，則可以使用ConcurrentHashMap類。在單線程環境中，使用HashMap可以提高效率。

五、異常處理

由於在HashMap中使用null值作為鍵和值是合法的，因此在使用get()方法查找鍵時，如果指定的鍵不存在，則會返回null值。因此，使用HashMap時需要相應地處理空指針異常。

六、總結

本文介紹了Java中的HashMap，它是一種常見的數據結構，可以用於在鍵值對的基礎上快速存儲、檢索和刪除數據。我們討論了HashMap的常見操作包括遍歷HashMap、刪除元素和更新元素。此外，我們還研究了HashMap的負載因子和初始容量參數以及線程安全性和異常處理。