Java 中的 HashMap、HashSet 和 Hashtable

1. Java HashMap
2. Java Hashtable
3. Java HashSet

Java 的 Collection 接口为我们提供了各种接口和类来实现各种数据结构和算法。

本教程将讨论 Java 中的 HashMap、HashSet 和 Hashtable。

首先，让我们了解一下一般的哈希表是什么。

我们可以使用哈希表以键值对模式存储元素，这意味着每个键都有一个与之关联的值。键是用于索引值的唯一值。值是与相应键相关的数据。

哈希表数据结构遵循哈希的概念，其中使用键处理新索引。然后将与该键对应的元素存储在索引中。这就是哈希的概念。

让 h(x) 是散列函数，而 k 是一个键，那么 h(k) 将给出一个新的索引来存储与 k 链接的元素。

Java HashMap

HashMap 是一类 Java 的集合框架，它为我们提供了哈希表数据结构。它将元素存储为键值对，其中键是映射上与特定值配对的唯一标识符。HashMap 类实现了 Map 接口，它进一步扩展了 Collections 接口。

HashMap 是不同步的，这意味着它不是线程安全的。我们可以使用多个线程访问它并同时修改它。它可以在外部成为线程安全的。
HashMap 的另一个特点是它可以保存一个空的键或值对。

例如，

import java.util.HashMap;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    HashMap<String, Integer> h = new HashMap<>();
    h.put("One", 1);
    h.put("Two", 2);
    h.put("Three", 3);
    System.out.println(h);
  }
}

输出：

HashMap: {One=1, Two=2, Three=3}

Java Hashtable

Java 的 Hashtable 类实现了哈希表数据结构。与 HashMap 类似，它也将元素存储为键值对。但它与 HashMap 不同，因为它是同步的。它将键值对存储在哈希表中。它实现了 Map 接口。

首先，在 Hashtable 中，我们将对象指定为键，并将其值作为一对。然后对键进行散列，然后我们将得到的散列码用作存储在表中的值的索引。

因此，与 Hashtable 相关的问题是同步每个方法调用相对而言不是无关紧要的。不是每次都需要。因此，为了克服这个问题，集合框架的作者提出了一个名为 HashMap（它还阐明它映射元素）的新类，它是非同步的。

如果不想使用方法级同步，可以跳过 Hashtable 并使用 Collections.synchronizedMap() 将 Map 转换为同步 Map。或者，我们可以使用 ConcurrentHashMap，根据其文档，它提供与 Hashtable 相同的功能，但具有更好的性能和一些附加功能。

例如，

import java.io.*;
import java.util.*;

public class Main {
  public static void main(String args[]) {
    Hashtable<Integer, String> h = new Hashtable<>();
    h.put(1, "one");
    h.put(2, "two");
    h.put(3, "three");
    System.out.println(h);
  }
}

输出：

{3=three, 2=two, 1=one}

Java HashSet

HashSet 是一类 Java 的集合框架，它为我们提供了哈希表数据结构的实现（就像 HashMap）。尽管如此，它还是实现了 Set 接口（与 HashMap 不同），它进一步扩展了 Collections 接口。这通常在我们不需要将键映射到值对时使用。

HashSet 与 Hashtable 的不同之处在于 HashSet 不能保存重复值。键值对是唯一的。就功能而言，HashSet 与 HashMap 没有任何共同之处，但它恰好在内部使用了 HashMap 来实现 Set 接口。

例如，

import java.util.HashSet;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    HashSet<Integer> h = new HashSet<>();
    h.add(5);
    h.add(10);
    h.add(15);
    System.out.println(h);
  }
}

输出：

[5, 10, 15]