Java之集合的實現細節（一）__Java

Set和Map 通過繼承關係體系，我們可以得出 Set<->Map EnumSet<->EnumMap SortedSet<->SortedMap TreeSet<->TreeMap NavigableSet<->NavigableMap HashSet<->HashMap LinkedHashSet<->LinkeHashMap 表面上這兩種集合沒有太大關係，但是如果只考慮Map集合的key,不難發現，這些Map集合的key具有一個特徵：所有key不能重複，無順序。將Map集合所有的key集中起來，就是一個set集合。Map集合提供了一個方法來返回所有key組成的Set集合。 Set<K>keySet(); 對於一個Map集合而言，其實是一個關聯陣列.Map總是可以根據該key快速查詢對應的value,那麼Map集合在儲存key-value時可以只考慮key即可。 只要對傳統的set稍微做改造，就可以將set改造成map集合，這個map集合功能幾乎可以與系統提供的map媲美。
HashMap和HashSet HashSet和HashMap之間有很多相似之處，對於HashSet而言，系統採用Hash演算法決定集合元素的儲存位置，可以保證快速存、取集合元素。對於HashMap而言，系統將value當成key的附屬，系統根據Hash演算法來決定key的儲存位置，這樣可以保證快速存、取集合key，而value總是緊跟隨key儲存。 雖然集合號稱儲存是Java對象，但實際上並不會真正將Java對象放Set集合中，而只是Set集合中保留這些對象的引用而言，Java集合實際上是多個引用變數所組成的集合，這些引用變數指向實際的Java對象。 參考型別的數組一樣，當把Java對象放入數組之時，並不是真正把Java對象放入數組中，而只是把對象的引用放入數組中，每個數組元素都是一個引用變數。 當hashmap的每個bucket裡儲存的Entry只是單個Entry,既沒有通過指標產生Entry鏈時，此時的HashMap具有最好的效能。 當程式通過key取出對應的value時，系統只要計算該key的hashcode()值，再根據該hashcode值找出該key在table中數組中的索引，然後取出該索引出的Entry，最後返回該key對應的value值。在發生"Hash衝突"的情況下，單個 bucket存在的不是一個entry值而是entry鏈，系統必須按順序遍曆每個Entry鏈，直到找到想搜尋的Entry為止。如果恰好要搜尋的entry位於該entry鏈的最末端，必須迴圈到最好才能找到該元素。
HashMap在底層將key-value當成一個整體進行處理，這個整體就是一個Entry對象。HashMap底層採用一個Entry[]數組來儲存所有的key-value對，當需要儲存一個Entry對象時，會根據Hash演算法來決定其儲存位置。當需要取出一個Entry時，也會根據Hash演算法找到其儲存位置，直接取出該Entry。 HashMap之所以能快速存、取它所包含的Entry時，完全類似於現實生活中的：不同東西要放在不同位置，需要時才能快速找到它。
當建立HashMap時，有一個預設的負載因子，其預設值為0.75。這是時間和空間成本的一種折衷：增大負載因子可以減少Hash表所佔用的記憶體，但是會增加查詢資料的時間開銷，而查詢最頻繁的操作（put和get方法都需要用到查詢）；減少負載因子的話會提高資料查詢效能，但會降低Hash表所佔用的記憶體空間。
在建立HashMap時根據實際需要調整load factor的值。如果程式比較關心空間開銷，記憶體比較緊張的話，可以適當增加負載因子。如果程式比較關心時間開銷，記憶體比較寬裕，則可以減少負載因子。通常情況下，不需要改變負載因子。
如果開始就知道hashMap會儲存多個key-value值，可以在建立時就使用較大的初始化容量，如果HashMap中的Entry的數量一直不會超過極限容量，HashMap就無需調用resize（）方法重新分配table組，從而保證較好的效能。當然，開始就將初始容量設定太高可能會浪費空間。因此建立HashMap時初始化容量設定也需要小心對待。