HashMap 应该是未排序的，但仍然根据 key 排序答案

【问题标题】：HashMap should be unsorted but still sorts according to keyHashMap 应该是未排序的，但仍然根据 key 排序
【发布时间】：2014-03-12 01:57:08
【问题描述】：

根据这些：

Java 中的 HashMap 应该是未排序的，但它正在相对于 Key 进行排序。

我遇到了这个问题，因为我需要插入订单数据。所以，我改用LinkedHashMap。但我仍然很困惑为什么HashMap 对其进行排序。

谁能解释一下？

我做了一个简单的例子来查看排序。

public static void main(String[] args) {

        HashMap<Integer, String> newHashMap = new HashMap<Integer, String>();
        newHashMap.put(2, "First");
        newHashMap.put(0, "Second");
        newHashMap.put(3, "Third");
        newHashMap.put(1, "Fourth");

        Iterator<Entry<Integer, String>> iterator = newHashMap.entrySet()
                .iterator();
        while (iterator.hasNext()) {

            Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();
            System.out.println("Key: " + entry.getKey());
            System.out.println("Value: " + entry.getValue());
            iterator.remove();
        }

    }

结果：

Key: 0
Value: Second
Key: 1
Value: Fourth
Key: 2
Value: First
Key: 3
Value: Third

编辑：

我尝试使用Random 或Java 插入50 个随机数，但发现一些数据未排序。但是，它仍然能够对大多数整数进行排序。

随机结果：

...
Key: 36
Value: random
Key: 43
Value: random
Key: 47
Value: random
Key: 44
Value: random
Key: 45
Value: random
...

【问题讨论】：

HashMap 不保证是未排序的。对于 0 到 11 的值，由于 HashMap 的实现方式，您将按顺序获取它们。 HashMap 通过 hashCode 将条目存储到一个数组中。 Integer 的 hashCode 与 int 值相同。
HashSet 在底层使用 HashMap 也是如此。

标签： java sorting data-structures hashmap

【解决方案1】：

这是一个巧合（不是真的，而是与哈希算法有关）。

尝试添加

newHashMap.put(-5, "Fifth");

最后一次。

输出将是

Key: 0
Value: Second
Key: 1
Value: Fourth
Key: 2
Value: First
Key: 3
Value: Third
Key: -5
Value: Fifth

javadoc 具体说

这个类不保证地图的顺序；特别是，它不保证订单会随着时间的推移保持不变。

【讨论】：

是的。但是，为什么要对正值进行排序？
@najus 你必须完成HashMap 的实现，看看它如何使用你的关键对象的hashCode。
@najus 请注意，HashMap 的不同实现可能具有不同的行为，因此您不得依赖它。
好的。我尝试使用Random 随机放置数据。它当然不会对数据进行排序。在问题中编辑。

【解决方案2】：

你不应该推断太多！仅仅因为三四个数字出现排序，并不意味着它们已经排序。

一个正整数的哈希码通常就是那个整数，所以如果你所有的键都小于 Map 维护的内部数组的长度，它们可能会出现排序。

尝试使用非常大的值，您会发现出现的顺序消失了。例如，使用

100,200,300,100001, 100002, 10003, 999123456, 888777666, ....

【讨论】：

【解决方案3】：

你不能假设它会被排序。在这个简单的示例中，它出现排序的原因是： HashMap 是从“Bins”内部构造的。这些 Bins 包含实际元素。它们基本上是驻留在数组中的小列表。

[0] -> [ Bin0: ... ]
[1] -> [ Bin1: ... ]
[2] -> [ Bin2: ... ]
[3] -> [ Bin3: ... ]

当一个项目被插入到 HashMap 中时，它应该被插入的“Bin”——为了简化一点——通过使用对象的hashCode() 作为数组索引来找到。比如如果hashCode为2，则插入Bin 2。当这个“索引”大于数组大小时，将放入Bin(index%arraySize)——即如果hashCode为5，它将被插入到 Bin 1。

由于 HashMap 最初的内部数组大小为 10，因此在 0 和 9 之间插入 Integer 对象会巧合地将元素以正确的顺序放入数组中。（当然，整数的 hashCode 只是它的值）。

（注意：实际的算法和哈希函数可能会稍微复杂一些，但这是基本思想）

【讨论】：

【解决方案4】：

纯属巧合。有时它似乎已排序，但继续添加键，梦想就会破灭。

我写了这个小程序：

import java.util.Map;
import java.util.HashMap;

class MapTest {

    public static void main(String[] args){
        int count = Integer.parseInt(args[0]);
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        for (int i = 0; i < count; i++) map.put(i, i);
        System.out.println(map);
    }

}

运行java MapTest 20 时，我得到以下输出（为了便于阅读，换行了）：

{0=0, 1=1, 2=2, 3=3, 4=4, 5=5, 6=6, 7=7, 8=8, 9=9, 10=10, 11=11, 12=12, 13=13, 
14=14, 15=15, 17=17, 16=16, 19=19, 18=18}

这只是HashMap 的实现的一个属性，Integers 最初按顺序添加（并从 0 开始）似乎是有序的。

【讨论】：

【解决方案5】：

就像每个人都在说（AND 是对的），您应该假设 HashMap 中的键没有排序。现在他们LOOK 对您的情况进行了排序，原因有两个：

1 - 您使用整数作为键：HashMap 使用 Java 的 Object 类的 hashCode() 方法在用于存储 @ 的底层数组中查找索引987654324@ 实例（在HashMap 中包含您的值和键）。碰巧Integer 的哈希码是它自己的值。

2 - 您没有设置HashMap 的初始大小，因此使用的是其默认初始大小（即 16）。因此，在您添加低于 0 或高于 16（包括）的密钥之前，您将看到按顺序存储的密钥。由于HashMap 通过这样做来获取索引

int index = newKey.hashCode() % this.capacity;

稍后HashMap 可能会增加其底层数组的容量，如果您插入很多键值对（如果您从事算法和数据结构研究，它决定如何以及何时这样做非常有趣），所以您最终可能会导致您的 Integer 键看起来再次排序，但实际上并不是有意排序的。

顺便说一句，如果您的键将是整数，并且您可以估计您将拥有的最大键值，我建议直接使用数组。访问速度更快，使用的内存将相同或略少。

【讨论】：

【解决方案6】：

您不能对 HashMap 对象的顺序做出假设。他们会随心所欲地订购，实现定义。您应该将它们视为无序的数据结构。

【讨论】：

【解决方案7】：

实际上不能保证顺序。

Hashmap 使用 hashcode 对数据进行哈希处理以实现快速搜索。

你的钥匙很简单，所以它排序了。

【讨论】：

【解决方案8】：

我的猜测是有根据的，但原因很可能是默认 hashCode 方法使用内存位置这一事实。小Integers 的内存位置（并且您的密钥被自动装箱到Integer）很可能是固定的：让Integer.valueOf(1) 在多次调用时返回不同的内存位置是没有意义的。最后，这些固定内存位置很可能是按升序排列的。这可以解释这种巧合，但是，需要深入研究 Integer 和 HashMap 的实现来证明这一点。

更正：在 Integer 的情况下，“此对象的哈希码值，等于此 Integer 对象表示的原始 int 值。” （JavaDoc）。虽然数字不同，但它证实了这个想法。

【讨论】：

Object.hashCode() 与内存位置无关。当您打印 Object.toString() 时，它看起来可能是一个内存位置，但事实并非如此。
除非重载 hashCode 它确实返回一个内存位置 AFAIK
在此处查看我的答案stackoverflow.com/a/20843303/57695 这表明hashCode 是存储在标头中的生成数字。 Javadoc 提到了一些关于“地址”的内容，但这是误导性的。
不，JavaDocs 对于 Integer 是显式的：docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/…
你的意思是什么？这个 JavaDoc 没有提到内存位置。

【解决方案9】：

由于没有真正利用查看 Java 源代码的答案，我会这样做！ :)

调用put()函数时，内部散列函数使用对象的hashCode，生成散列索引。 [put() source]

hash() 函数只是确保在每个位位置仅相差常数倍数的 hashCode 有一定数量的冲突 [使用 Google 了解为什么会这样]。

巧合的是，这里的事情发生了。就是这样。

【讨论】：

【解决方案10】：

提问者说：
“Java 中的 HashMap 应该是未排序的，但它是根据 Key 排序的。”
是，对的。我将向您展示以下示例

Map<String, String> map1 = new HashMap<String, String>();
map1.put("c","xxxx");
map1.put("b","yyyy");
map1.put("a","zzzz");
for (String key :map1.keySet())
  System.out.println(map1.get(key));

System.out.println();

Map<Integer,String> map2 = new HashMap<Integer,String>();
map2.put(3,"xxxx");
map2.put(2,"yyyy");
map2.put(1,"zzzz");
for (int key :map2.keySet())
  System.out.println(map2.get(key));

输出显示 HashMap 使用 Key 对数据进行排序

xxxx
yyyy
zzzz

zzzz
yyyy
xxxx

【讨论】：