- HashMap in Java With Examples
- HashMap
- HashMap class hierarchy
- How to declare HashMap in Java?
- HashMap in Java Examples
- 1. Adding elements to HashMap
- 2. Checking duplicate key insertion in HashMap
- 3. HashMap remove() method Example
- 4. HashMap replace() method Example
- Internal working of HashMap in Java
- HashMap Class Methods
- HashMap Example to demonstrate various methods
- HashMap Tutorials
- HashMap Basics
- Get/Search
- Serialize/Synchronize
- For hashmap java example
- Структуры данных в картинках. HashMap
- Создание объекта
- Добавление элементов
- Resize и Transfer
- Удаление элементов
- Итераторы
HashMap in Java With Examples
HashMap is a Map based collection class that is used for storing Key & value pairs, it is denoted as HashMap or HashMap. HashMap in java, is similar to the Hashtable class except that it is unsynchronized and permits nulls(null values and null key).
It is not an ordered collection which means it does not return the keys and values in the same order in which they have been inserted into the HashMap. It does not sort the stored keys and values. You must need to import java.util.HashMap or its super class in order to use the HashMap class and methods.
HashMap
Let’s discuss HashMap in detail.
- In key-value pairs, the key must be unique.
- It is non-synchronized. However you can make it synchronized.
- Doesn’t maintain insertion order.
- Doesn’t sort elements
- It allows null keys and values. However only one null key is allowed. Multiple null values are allowed.
HashMap class hierarchy
How to declare HashMap in Java?
HashMap hmap = new HashMap();
K: It represents the type of the key in a key-value pair.
V: It represents the type of a value in a key-value pair.
For example: A HashMap that has integer keys and string values can be declared like this:
HashMap hmap = new HashMap();
HashMap in Java Examples
1. Adding elements to HashMap
You can use the put() method of the HashMap class to add new key-value pairs to the HashMap. To iterate the HashMap, we are using entrySet() method. This method returns an equivalent Set. This is to pass the key-value pairs to the Map.Entry, which contains the methods getKey() and getValue() that we can use to print key-value pairs of HashMap. HashMap elements are traversed using for loop and key-value pairs are printed.
import java.util.*; public class JavaExample < public static void main(String args[])< HashMaphMap=new HashMap<>(); hMap.put(101,"Cricket"); hMap.put(105,"Hockey"); hMap.put(111,"Basketball"); System.out.println("HashMap elements: "); for(Map.Entry mEntry : hMap.entrySet()) < System.out.print("key: "+ mEntry.getKey() + " & Value: "); System.out.println(mEntry.getValue()); >> >
Output:
2. Checking duplicate key insertion in HashMap
Here, we are trying to add element with a duplicate key. The new element (111,”Karate”) has the key value 111, which is already present in the HashMap. Instead of adding this new element, HashMap updated the value of already existing element with key “111”.
import java.util.*; public class JavaExample < public static void main(String args[])< HashMaphMap=new HashMap<>(); hMap.put(101,"Cricket"); hMap.put(105,"Hockey"); hMap.put(111,"Basketball"); hMap.put(111,"Karate"); //adding element with duplicate key System.out.println("HashMap elements: "); for(Map.Entry mEntry : hMap.entrySet()) < System.out.print("key: "+ mEntry.getKey() + " & Value: "); System.out.println(mEntry.getValue()); >> >
Output:
3. HashMap remove() method Example
import java.util.*; public class JavaExample < public static void main(String args[])< HashMaphMap=new HashMap<>(); hMap.put(101,"Cricket"); hMap.put(105,"Hockey"); hMap.put(111,"Basketball"); //this will remove the key-value pair where //the value of the key is 101 hMap.remove(101); System.out.println("HashMap elements: "); for(Map.Entry mEntry : hMap.entrySet()) < System.out.print("key: "+ mEntry.getKey() + " & Value: "); System.out.println(mEntry.getValue()); >> >
HashMap elements: key: 105 & Value: Hockey key: 111 & Value: Basketball
4. HashMap replace() method Example
import java.util.*; public class JavaExample < public static void main(String args[])< HashMaphMap=new HashMap<>(); hMap.put(101,"Cricket"); hMap.put(105,"Hockey"); hMap.put(111,"Basketball"); //this will update the value of key-value pair //where the key is 105 hMap.replace(105, "Kickboxing"); System.out.println("HashMap elements: "); for(Map.Entry mEntry : hMap.entrySet()) < System.out.print("key: "+ mEntry.getKey() + " & Value: "); System.out.println(mEntry.getValue()); >> >
HashMap elements: key: 101 & Value: Cricket key: 105 & Value: Kickboxing key: 111 & Value: Basketball
Internal working of HashMap in Java
HashMap internally uses a technique called hashing to generate index for keys. This indexing allows faster searching of record. This allows faster response time for operations such as search, update, delete etc.
When we call the HashMap put() method as shown in the following statement. It calculates the hash code of the key (101 in this case) using hash function. This hash code is calculated using the hashing technique. An index is assigned to this hash code. This index uniquely identifies this key-value pair.
HashMap hMap=new HashMap<>(); hMap.put(101,"Cricket");
When a duplicate key is inserted into the HashMap, Hash Collision happens. HashMap handles this by updating the old value with the new value.
HashMap Class Methods
Here is the list of methods available in HashMap class. I have also covered examples using these methods at the end of this post.
- void clear(): It removes all the key and value pairs from the specified Map.
- Object clone(): It returns a copy of all the mappings of a map and used for cloning them into another map.
- boolean containsKey(Object key): It is a boolean function which returns true or false based on whether the specified key is found in the map.
- boolean containsValue(Object Value): Similar to containsKey() method, however it looks for the specified value instead of key.
- Value get(Object key): It returns the value for the specified key.
- boolean isEmpty(): It checks whether the map is empty. If there are no key-value mapping present in the map then this function returns true else false.
- Set keySet(): It returns the Set of the keys fetched from the map.
- value put(Key k, Value v): Inserts key value mapping into the map. Used in the above example.
- int size(): Returns the size of the map – Number of key-value mappings.
- Collection values(): It returns a collection of values of map.
- Value remove(Object key): It removes the key-value pair for the specified key. Used in the above example.
- void putAll(Map m): Copies all the elements of a map to the another specified map.
HashMap Example to demonstrate various methods
In this example we have demonstrated almost all the important methods of HashMap class.
import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.Iterator; import java.util.Set; public class Details < public static void main(String args[]) < /* This is how to declare HashMap */ HashMaphmap = new HashMap(); /*Adding elements to HashMap*/ hmap.put(12, "Chaitanya"); hmap.put(2, "Rahul"); hmap.put(7, "Singh"); hmap.put(49, "Ajeet"); hmap.put(3, "Anuj"); /* Display content using Iterator*/ Set set = hmap.entrySet(); Iterator iterator = set.iterator(); while(iterator.hasNext()) < Map.Entry mentry = (Map.Entry)iterator.next(); System.out.print("key is: "+ mentry.getKey() + " & Value is: "); System.out.println(mentry.getValue()); >/* Get values based on key*/ String var= hmap.get(2); System.out.println("Value at index 2 is: "+var); /* Remove values based on key*/ hmap.remove(3); System.out.println("Map key and values after removal:"); Set set2 = hmap.entrySet(); Iterator iterator2 = set2.iterator(); while(iterator2.hasNext()) < Map.Entry mentry2 = (Map.Entry)iterator2.next(); System.out.print("Key is: "+mentry2.getKey() + " & Value is: "); System.out.println(mentry2.getValue()); >> >
key is: 49 & Value is: Ajeet key is: 2 & Value is: Rahul key is: 3 & Value is: Anuj key is: 7 & Value is: Singh key is: 12 & Value is: Chaitanya Value at index 2 is: Rahul Map key and values after removal: Key is: 49 & Value is: Ajeet Key is: 2 & Value is: Rahul Key is: 7 & Value is: Singh Key is: 12 & Value is: Chaitanya
HashMap Tutorials
Here is the list of tutorials published on HashMap class. Happy Learning:)
HashMap Basics
Get/Search
Serialize/Synchronize
For hashmap java example
“Анна Ивановна Решетникова, 4211 717171” И как они собирались хранить такой номер паспорта в типе Integer? Тем самым показав, что номер паспорта хранить в базе данных как число — это не лучшая идея. Так как номера паспорта могут содержать дефисы, пробелы, буквы и т.д. Поправьте меня, если я не прав. Иначе у меня вопросы к господину Милану.
Скажите, почему хронология вывода на экран поменялась?
Получение списка всех ключей и значений Еще одна удобная особенность HashMap — можно по-отдельности получить список всех ключей и всех значений. Для этого используются методы keySet() и values() Для чего в примере создаются Set и ArrayList? Если в sout можно прямо вызвать методы keySet() и values()?
Возможно ли в HashMap переопределить метод toString() и если да, то каким образом? P/S: Спросил нынче модный ChatGPT, так он какую-то чушь городит: то пишет можно и даёт нерабочие коды, каждый раз разные, то пишет что нельзя потому что HashMap происходит от абстрактного класса. Хотя я уже понял что верить ему нельзя во всем, на вопрос можно ли реализовать в Java множественное наследование (не через интерфейсы) он бодро рапортовал, что конечно можно и вывалил код типа public сlass A extends B, C, который естественно не работает. Извините за возможный оффтоп. Так что роботы пока не завоюют мир, поэтому, вопрос по toString() все еще актуален. )
Структуры данных в картинках. HashMap
Продолжаю попытки визуализировать структуры данных в Java. В предыдущих сериях мы уже ознакомились с ArrayList и LinkedList, сегодня же рассмотрим HashMap.
HashMap — основан на хэш-таблицах, реализует интерфейс Map (что подразумевает хранение данных в виде пар ключ/значение). Ключи и значения могут быть любых типов, в том числе и null. Данная реализация не дает гарантий относительно порядка элементов с течением времени. Разрешение коллизий осуществляется с помощью метода цепочек.
Создание объекта
- table — Массив типа Entry[], который является хранилищем ссылок на списки (цепочки) значений;
- loadFactor — Коэффициент загрузки. Значение по умолчанию 0.75 является хорошим компромиссом между временем доступа и объемом хранимых данных;
- threshold — Предельное количество элементов, при достижении которого, размер хэш-таблицы увеличивается вдвое. Рассчитывается по формуле (capacity * loadFactor);
- size — Количество элементов HashMap-а;
// Инициализация хранилища в конструкторе // capacity - по умолчанию имеет значение 16 table = new Entry[capacity];
Вы можете указать свои емкость и коэффициент загрузки, используя конструкторы HashMap(capacity) и HashMap(capacity, loadFactor). Максимальная емкость, которую вы сможете установить, равна половине максимального значения int (1073741824).
Добавление элементов
- Сначала ключ проверяется на равенство null. Если это проверка вернула true, будет вызван метод putForNullKey(value) (вариант с добавлением null-ключа рассмотрим чуть позже).
static int hash(int h) < h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); >
Комментарий из исходников объясняет, каких результатов стоит ожидать — метод hash(key) гарантирует что полученные хэш-коды, будут иметь только ограниченное количество коллизий (примерно 8, при дефолтном значении коэффициента загрузки).
В моем случае, для ключа со значением »0» метод hashCode() вернул значение 48, в итоге:
h ^ (h >>> 20) ^ (h >>> 12) = 48 h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4) = 51
static int indexFor(int h, int length)
При значении хэша 51 и размере таблице 16, мы получаем индекс в массиве:
if (e.hash == hash && (e.key == key || key.equals(e.key)))
void addEntry(int hash, K key, V value, int index) < Entrye = table[index]; table[index] = new Entry(hash, key, value, e); . >
Для того чтобы продемонстрировать, как заполняется HashMap, добавим еще несколько элементов.
- Пропускается, ключ не равен null
h ^ (h >>> 20) ^ (h >>> 12) = 106054 h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4) = 99486
- Все элементы цепочки, привязанные к table[0], поочередно просматриваются в поисках элемента с ключом null. Если такой элемент в цепочке существует, его значение перезаписывается.
- Пропускается, ключ не равен null
h ^ (h >>> 20) ^ (h >>> 12) = 104100 h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4) = 101603
// В table[3] уже хранится цепочка состоящая из элемента ["0", "zero"] Entry e = table[index]; // Новый элемент добавляется в начало цепочки table[index] = new Entry(hash, key, value, e);
Resize и Transfer
Когда массив table[] заполняется до предельного значения, его размер увеличивается вдвое и происходит перераспределение элементов. Как вы сами можете убедиться, ничего сложного в методах resize(capacity) и transfer(newTable) нет.
void resize(int newCapacity) < if (table.length == MAXIMUM_CAPACITY) < threshold = Integer.MAX_VALUE; return; >Entry[] newTable = new Entry[newCapacity]; transfer(newTable); table = newTable; threshold = (int)(newCapacity * loadFactor); >
Метод transfer() перебирает все элементы текущего хранилища, пересчитывает их индексы (с учетом нового размера) и перераспределяет элементы по новому массиву.
Если в исходный hashmap добавить, скажем, еще 15 элементов, то в результате размер будет увеличен и распределение элементов изменится.
Удаление элементов
У HashMap есть такая же «проблема» как и у ArrayList — при удалении элементов размер массива table[] не уменьшается. И если в ArrayList предусмотрен метод trimToSize(), то в HashMap таких методов нет (хотя, как сказал один мой коллега — «А может оно и не надо?«).
Небольшой тест, для демонстрации того что написано выше. Исходный объект занимает 496 байт. Добавим, например, 150 элементов.
Теперь удалим те же 150 элементов, и снова замерим.
Как видно, размер даже близко не вернулся к исходному. Если есть желание/потребность исправить ситуацию, можно, например, воспользоваться конструктором HashMap(Map).
hashmap = new HashMap(hashmap);
Итераторы
HashMap имеет встроенные итераторы, такие, что вы можете получить список всех ключей keySet(), всех значений values() или же все пары ключ/значение entrySet(). Ниже представлены некоторые варианты для перебора элементов:
Инструменты для замеров — memory-measurer и Guava (Google Core Libraries).