Java中的Hashtable详解：哈希表指南第四部分

什么是Hashtable？
Java中的Hashtable类实现了Map接口，它将键映射到值。它基于散列的概念运行，其中每个键通过散列函数转化为数组中的一个索引。该索引作为匹配值的存储位置。这里就是Java中的Hashtable类的定义。

    public class Hashtable<K,V> extends Dictionary implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
    // 这个类实现了可克隆和序列化接口

这里，K 表示此映射中键的类型，V 表示映射值的种类。

关于 Java Hashtable 类的几个要点如下：

• 哈希表是一个存储在数组中的列表集合。每个列表称为一个桶。桶的位置由键的hashCode()方法确定。哈希表根据键来存储对应的值。
• 它存储的键必须是唯一的。
• 它不允许任何键或值为 null。如果尝试插入 null 键或值，将会抛出 NullPointerException。
• 哈希表是同步的。这意味着对哈希表的所有操作都是线程安全的。这种同步机制会带来一定的性能损失，因此，如果不需要线程安全，通常推荐使用 HashMap，因为它的性能更好。

Java Hashtable 的构造函数

• Hashtable(): 创建一个初始容量为11，加载因子为0.75的新哈希表。
• Hashtable(int initialCapacity): 创建一个初始容量为指定值，加载因子为0.75的新哈希表。
• Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor): 创建一个初始容量和加载因子均为指定数值的新哈希表。

负载因子是用来衡量哈希表填充程度的指标，当哈希表中的条目数量超过负载因子和当前容量的乘积时，哈希表的容量就会自动增加。当哈希表中的条目数量超过负载因子与当前容量的乘积时，哈希表会进行重新散列（即内部数据结构会被重建），这样哈希表的桶数量就会大约增加到原来的两倍。

通常来说，负载因子（0.75）在时间消耗和空间消耗之间提供了一个很好的折中。较高的值虽然减少了空间消耗，却增加了查找的代价（这主要体现在HashMap类的操作中，例如get和put方法）。在设置初始容量时，我们应当考虑到预期的映射中的条目数量和负载因子，以尽量减少重新散列操作。如果初始容量大于最大条目数除以负载因子，这样就永远不会发生重新散列操作了。

哈希表是一种数据结构，它存储项目以便日后快速查找。哈希表中的每个位置通常称为一个槽，可以存储一个项目，并且每个槽都用一个从0开始的整数编号进行标识。

最初，哈希表中没有任何项，所以每个槽位都是空的。hashCode() 是 Object 类中的一个哈希函数，它返回一个整数（称为哈希值）。这个函数将一项映射到哈希表中的相应槽位。

hash = hashfunc(key)
index（索引）= hash % array_size

哈希函数将集合中的任意项映射到一个整数，该整数的范围在0到m-1之间（其中m是槽的数量）。

一旦哈希值计算完成后，我们可以将每个项目插入到哈希表的指定位置。当我们想要查找某个项目时，只需使用哈希函数计算该项目的槽位，然后在哈希表中查找该项目是否存在。这种查找操作的时间复杂度是 O(1)，因为计算哈希值并索引到该位置所需的时间是固定的。只要一切就位，我们就得到了一个常量时间的查找算法。

碰撞（也可能称为冲突），当两个或多个项目试图占用同一个槽时，这将导致哈希技术出现问题。

HashMap和Hashtable有什么不同？

• HashMap 允许一个 null 键和任意数量的 null 值，而 Hashtable 不允许任何 null 键或 null 值。
• HashMap 不是同步的且线程安全的，而 Hashtable 是同步的且线程安全的。
• HashMap 的值可以通过迭代器进行遍历，而 HashTable 是除了 Vector 之外唯一使用 Enumerator 进行遍历的类。
• 由于 HashMap 不是同步的，因此它比 Hashtable 更快且占用更少的内存。在单线程环境中，非同步对象通常比同步对象（如 Hashtable）更好。
• HashMap 是 AbstractMap 类的子类，而 Hashtable 是 Dictionary 类的子类（该类在 JDK 1.7 中已经被废弃）。最好对外部同步 HashMap 或使用 ConcurrentMap 实现（如 ConcurrentHashMap）。虽然 Hashtable 和 HashMap 的父类不同，但它们都是 Map 抽象数据类型的实现。
• Java 5 引入了 ConcurrentHashMap，它作为 Hashtable 的替代品，在可扩展性方面优于 Hashtable。

HashMap 和 Hashtable 的相同点。

• HashMap 和 Hashtable 都不能保证映射的顺序固定不变。如果需要保持顺序，可以使用 LinkedHashMap。
• HashMap 和 Hashtable 都实现了 Map 接口的功能。
• 假设对象均匀分布在桶中，HashMap 和 Hashtable 的 put 和 get 方法都提供了常数时间性能。
• HashMap 和 Hashtable 都使用了哈希原则来工作。

#集合：地图指南

• 第1部分 Java里的Map指南
• 第2部分 Java里的HashMap指南
• 第3部分 Java里的HashMap指南
• 第4部分 Java里的哈希表指南

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