Java Hashtable 类

Java 中的 Hashtable 是一个数据结构，其中每个键都是唯一的，并用于存储键值对。它属于 Java.util 包，实现了 Map 接口，以便处理其包含的元素。Hashtable 的一个重要特性是它能够提供快速的查找和插入操作。

在内部，哈希表使用哈希函数来确定一个数组（称为桶或槽）的索引，每个桶标识了存储键值对的潜在位置。当我们向 Hashtable 添加一个条目时，会计算键的哈希码，并根据哈希码检索将存储条目的特定桶。如果桶中已存在条目，则会发生冲突解决过程，将新条目附加到该桶或存储在另一个位置。

在使用方面，Hashtable 就像 HashMap 一样，但它是同步的，因此是线程安全的。这意味着多个线程可以并发地操作 Hashtable 而不会导致数据损坏。另一方面，同步可能会减慢性能，因此如果不需要同步，HashMap 可能是更好的选择。

注意事项

• Hashtable 是一个列表数组。每个列表称为一个桶。桶的位置通过调用 hashcode() 方法来确定。Hashtable 包含基于键的值。
• Java Hashtable 类包含唯一元素。
• Java Hashtable 类不允许 null 键或值。
• Java Hashtable 类是同步的。
• Hashtable 类的初始默认容量为 11，而加载因子为 0.75。

Hashtable 类声明

让我们看看 java.util.Hashtable 类的声明。

Hashtable 类参数

让我们看看 java.util.Hashtable 类的参数。

• K：这是此映射所维护的键的类型。
• V：这是映射值的类型。

Hashtable 的特性

键值映射： 与其他 Map 实现不同，Hashtable 存储键值对。其键值存储允许通过键直接检索值。

同步： Hashtable 是同步的，因为它具有线程安全性。多个线程可以同时访问和修改 Hashtable，而不会导致数据损坏。相反，这种同步可能会损害工作负载，尤其是在高并发应用程序中。

不允许 null 键或值： 但是，Hashtable 不允许 null 键或值。尝试放入 null 键或值将生成 NullPointerException。

Hashtable 迭代： 可以使用多种方式遍历 Hashtable 的项，例如 keySet()、values() 和 entrySet()。它们返回集合，您可以对这些集合应用各种方法，从而分别允许您遍历键、值或键值对。

性能： 在正常情况下，哈希表对于 get() 和 put() 等基本操作具有恒定时间性能。另一方面，在高并发访问下，它的性能可能会变慢，而与 HashMap 等非同步集合相比。

大小调整： HashTable 具有默认的大小调整机制，当需要存储更多元素时，它会自动增大。当元素数量达到阈值（加载因子）的范围时，HashTable 会在内部增加其容量并重新哈希元素。

枚举： Hashtable 类还实现了 Enumeration 接口，用于遍历其元素。该接口对于与旧 Java 代码的兼容性问题而存在，并且比迭代器或增强 for 循环功能要旧且性能较低。

遗留类： hashtable 是 Java 自早期版本以来就一直存在的遗留类。主要被更健壮的 HashMap 和 ConcurrentHashMap 类取代，它们执行相同的功能，但性能更好，功能更多。尽管如此，Hashtable 仍可在遗留项目或以线程安全为主要关注点的情况下找到。

Hashtable 的优点

线程安全性： Hashtable 是线程安全的，因此可以在多线程环境中安全使用。多个线程可以同时访问哈希表进行读写，而无需外部同步，这简化了并发编程过程。

一致的性能： 在常规情况下，Hastable 可以实现基本操作（如 get() 和 put()）的恒定时间性能。因此，它适用于需要一致性能的任务。

自动大小调整： 哈希表足够智能，可以根据需要存储的元素数量进行自我调整。从给定的元素数量开始达到加载因子，Hashtable（在内部）会增加其容量并重新哈希元素。它确保 Hashtable 能够自动处理大量数据，而无需手动干预。

键值映射： 哈希表是一种非常适合快速存储和检索键值对的数据结构。它可以通过应用键来轻松搜索值，用于缓存、索引和数据检索等操作。

遗留支持： 哈希表已包含在 Java 早期版本的 Java 集合中。它仍然在遗留代码库中使用，以提供与旧 Java 应用程序和库互操作的方式。

枚举支持： HashTable 提供枚举功能，您可以使用 Enumeration 接口遍历其元素。虽然枚举在重复任务方面不如迭代器或增强 for 循环合适，但它们可用于与旧 Java 代码的向后兼容。

无 null 键或值： Hashtable 不支持 null 键或值。这可以防止逻辑错误和 NullPointerException。

负载下的可预测性能： 就 Hashtable 的同步功能而言，即使在大量并发访问的情况下，它也倾向于保持相当稳定。然而，与非同步集合相比，同步开销可能会对性能产生更大影响，但 Hashtable 的性能在许多用途中都是一致且足够的。

Hashtable 的缺点

同步开销： Hashtable 是同步的，这意味着一次只有一个线程可以访问它。在这里，这会引入额外的开销，并且可能会影响性能，尤其是在不需要大量并发的情况下。

性能影响： 因此，Hashtable 的操作比非同步的 HashMap 操作慢。在高并发情况下，这会加剧性能差距。

灵活性有限： HashTable 不支持 null 键和 null 值。在允许或适当使用 null 值的情况下，这种限制可能不方便。

内存使用效率低下： Hashtable 根据其初始容量和加载因子预先保留内存槽。如果容量设置得太大，可能会浪费内存空间。如果表未完全填充，这种情况更可能发生。

过时功能： Hashtable 类是 Java 语言中一种老旧的类。虽然它在许多情况下仍然有效，但像 HashMap 和 ConcurrentHashMap 这样更新的替代品提供了更好的性能、更多功能和更少的内存消耗。

枚举与迭代器： Hashtable 类提供 Enumeration 接口来遍历表中的元素。然而，枚举比迭代器或增强 for 循环更简单，但不如它们灵活和通用，而迭代器和增强 for 循环在较新的集合中可用。

Java Hashtable 类的构造函数

Hashtable 类提供了几个构造函数来创建 hashtable 的实例。每个构造函数允许我们以不同的方式初始化hashtable，根据您的需求提供灵活性。

Java Hashtable 类的方法

构造函数

Hashtable()

Hashtable() 构造函数初始化一个新的空hashtable。它将初始容量设置为默认值（通常为 11），并将加载因子设置为默认值 0.75。容量和加载因子是内部参数，会影响 hashtable 在添加元素时的性能和大小调整行为。

HashTableExample1.java

输出

Hashtable: {}

Hashtable(int initialCapacity)

Hashtable(int initialCapacity) 构造函数以指定的初始容量初始化一个新的空hashtable。初始容量是用于存储键值对的桶的数量，它会影响 hashtable 的性能和内存使用。默认加载因子 0.75 决定了何时应该调整 hashtable 的大小以容纳更多元素。

HashTableExample2.java

输出

Hashtable: {}

Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor)

Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) 构造函数以指定的初始容量和加载因子初始化一个新的空hashtable。初始容量决定了桶的数量，而加载因子决定了何时应该调整hashtable的大小。指定自定义加载因子可以根据预期元素的数量和内存限制来影响hashtable的大小调整行为。

HashTableExample3.java

输出

Hashtable: {}

Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t)

Hashtable(Map<? extends K, ? extends V> t) 构造函数使用指定 Map 的相同映射初始化一个新的hashtable。它将来自指定 Map 的所有键值对复制到新的hashtable中，从而有效地克隆其内容。此构造函数提供了一种便捷的方式来使用现有 Map 中的预定义映射创建hashtable。

HashTableExample4.java

输出

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

Java Hashtable 示例

Hashtable1.java

输出

103 Rahul
102 Ravi
101 Vijay
100 Amit

Java Hashtable 示例：remove()

Hashtable2.java

输出

Before remove: {103=Rahul, 102=Ravi, 101=Vijay, 100=Amit}
After remove: {103=Rahul, 101=Vijay, 100=Amit}

Java Hashtable 示例：getOrDefault()

Hashtable3.java

输出

Vijay
Not Found

Java Hashtable 示例：putIfAbsent()

Hashtable4.java

输出

Initial Map: {103=Rahul, 102=Ravi, 101=Vijay, 100=Amit}
Updated Map: {104=Gaurav, 103=Rahul, 102=Ravi, 101=Vijay, 100=Amit}
Updated Map: {104=Gaurav, 103=Rahul, 102=Ravi, 101=Vijay, 100=Amit}

Java Hashtable 示例：Book

HashtableExample.java

输出

3 Details:
103 Operating System Galvin Wiley 6
2 Details:
102 Data Communications & Networking Forouzan Mc Graw Hill 4
1 Details:
101 Let us C Yashwant Kanetkar BPB 8