LinkedHashMap 的内部实现与 HashMap 实现有何不同？

Question

我读到 HashMap 有以下实现：

main array 
   ↓
[Entry] → Entry → Entry      ← linked-list implementation
[Entry]
[Entry] → Entry
[Entry]
[null ]

所以，它有一个 Entry 对象数组。

问题：

1. 我想知道这个数组的索引如何在 hashCode 相同但对象不同的情况下存储多个 Entry 对象。

2. 这与LinkedHashMap 的实现有何不同？它是 map 的双向链表实现，但它是否像上面一样维护一个数组，它如何存储指向下一个和前一个元素的指针？

Answer 1

所以，它有一个 Entry 对象数组。

不完全是。它有一个Entry 对象链 数组。 HashMap.Entry 对象有一个 next 字段，允许将 Entry 对象链接为链表。

我想知道这个数组的索引如何存储多个 Entry 对象，以防 hashCode 相同但对象不同。

因为（如您问题中的图片所示）Entry 对象是链式的。

这与LinkedHashMap 的实现有何不同？它是 map 的双向链表实现，但它是否像上面一样维护一个数组，它如何存储指向下一个和前一个元素的指针？

在LinkedHashMap 实现中，LinkedHashMap.Entry 类通过添加before 和after 字段扩展了HashMap.Entry 类。这些字段用于将LinkedHashMap.Entry 对象组装成一个记录插入顺序的独立双向链表。因此，在LinkedHashMap 类中，每个条目对象都位于两个不同的链中：

• 有许多通过主哈希数组访问的单链接哈希链。这用于（常规）hashmap 查找。

• 有一个单独的双向链表包含所有条目对象。它以条目插入顺序保存，并在您迭代哈希图中的条目、键或值时使用。

Answer 2

HashMap 不维护插入顺序，因此它不维护任何双向链表。

LinkedHashMap 最显着的特点是它维护了键值对的插入顺序。 LinkedHashMap 使用双向链表来做到这一点。

LinkedHashMap 的入口是这样的-

  static class Entry<K, V> {
     K key;
     V value;
     Entry<K,V> next;
     Entry<K,V> before, after;        //For maintaining insertion order    
     public Entry(K key, V value, Entry<K,V> next){
         this.key = key;
         this.value = value;
         this.next = next;
     }
  }

通过使用 before 和 after - 我们跟踪 LinkedHashMap 中新添加的条目，这有助于我们维护插入顺序。

Before 指上一个条目，并且 after 指的是 LinkedHashMap 中的下一个条目。

图表及分步说明请参考http://www.javamadesoeasy.com/2015/02/linkedhashmap-custom-implementation.html

谢谢..!!

Answer 3

给自己一个look。为了将来参考，你可以谷歌：

java LinkedHashMap源码

HashMap使用LinkedList来处理碰撞，但HashMap和LinkedHashMap的区别在于LinkedHashMap有一个可预测的迭代顺序，这是通过一个额外的双向链表实现的，通常维护键的插入顺序。例外情况是重新插入键时，在这种情况下，它会回到列表中的原始位置。

作为参考，遍历LinkedHashMap 比遍历HashMap 更有效，但LinkedHashMap 的内存效率较低。

如果我上面的解释不清楚，散列过程是相同的，所以你得到了普通散列的好处，但你也得到了如上所述的迭代好处，因为你使用的是双重链表来维护您的 Entry 对象的顺序，它独立于在哈希冲突期间使用的链表，以防不明确..

编辑：（回应 OP 的评论）：
HashMap 由一个数组支持，其中一些插槽包含 Entry 对象链来处理冲突。要遍历所有 (key,value) 对，您需要遍历数组中的所有插槽，然后遍历 LinkedLists;因此，您的总时间将与容量成正比。

使用LinkedHashMap时，只需遍历双向链表，总时间与大小成正比。

Answer 4

由于其他答案都没有真正解释如何实现这样的事情，我会试一试。

一种方法是在（键->值对的）值中包含一些对用户不可见的额外信息，这些信息对插入到哈希映射中的前一个和下一个元素的引用。好处是您仍然可以在恒定时间内删除元素，从哈希图中删除是恒定时间，在这种情况下，从链表中删除是因为您有对该条目的引用。您仍然可以在恒定时间内插入，因为哈希映射插入是恒定的，链表通常不是，但在这种情况下，您可以恒定时间访问链表中的某个点，因此您可以在恒定时间内插入，最后检索是恒定时间因为您只需要为它处理结构的哈希映射部分。

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请记住，这样的数据结构并非没有成本。由于所有额外的引用，哈希图的大小将显着增加。每个主要方法都会稍微慢一些（如果重复调用它们可能很重要）。并且数据结构的间接性（不确定这是否是一个真正的术语：P）增加了，尽管这可能没什么大不了的，因为引用保证指向哈希映射内的东西。

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由于这种结构的唯一优点是它可以保持秩序，因此在使用时要小心。另外，在阅读答案时请记住，我不知道这是它的实现方式，但如果给定任务，我会这样做。

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在oracle docs 上有一句话证实了我的一些猜测。

此实现与 HashMap 的不同之处在于，它维护一个双向链表，贯穿其所有条目。

来自同一网站的另一个相关引用。

该类提供所有可选的 Map 操作，并允许 null 元素。与 HashMap 一样，它为基本操作（添加、包含和删除）提供恒定时间性能，假设哈希函数在桶中正确地分散元素。由于维护链表的额外费用，性能可能略低于 HashMap，但有一个例外：迭代 LinkedHashMap 的集合视图所需的时间与映射的大小成正比，而不管其容量如何. HashMap 的迭代可能更昂贵，需要的时间与其容量成正比。

Answer 5

hashCode 将通过哈希函数映射到任何桶。如果hashCode 中存在冲突而不是HashMap，则通过链接解决此冲突，即它将值添加到链接列表中。以下是执行此操作的代码：

for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
392             Object k;
393             if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
394         `enter code here`        V oldValue = e.value;
395                 e.value = value;
396                 e.recordAccess(this);
397                 return oldValue;
398             }
399         }

您可以清楚地看到它遍历了链表，如果找到键，则将旧值替换为新的 else 附加到链表。

但是LinkedHashMap 和HashMap 的区别在于LinkedHashMap 维护了插入顺序。来自docs：

这个链表定义了迭代顺序，通常是键插入映射的顺序（插入顺序）。请注意，如果将键重新插入到地图中，则插入顺序不会受到影响。 （如果在 m.containsKey(k) 将在调用之前立即返回 true 时调用 m.put(k, v)，则将键 k 重新插入到映射 m 中）。