Если вы здесь, вам, вероятно, интересно, в чем разница между HashMap и HashTable. Не волнуйся- сейчас разберемся.
HashMap и HashTable — это структуры данных, которые хранят значения и получают к ним доступ с помощью ключей. Оба они основаны на алгоритмах хеширования, что означает, что они сопоставляют ключи с соответствующими значениями с помощью хеш-функции.
Однако, хотя они могут показаться похожими, некоторые ключевые различия могут повлиять на их производительность и пригодность для различных вариантов использования.
В этой статье мы рассмотрим эти различия, чтобы вы могли выбрать правильную структуру данных для своих нужд.
Ключевые различия между HashMap и HashTable
- Потокобезопасность: HashTable является потокобезопасным, что означает, что к нему могут обращаться несколько потоков одновременно без каких-либо проблем. Однако это происходит за счет производительности, поскольку требует синхронизации. HashMap, с другой стороны, по умолчанию не является потокобезопасным, но его можно сделать потокобезопасным с помощью класса ConcurrentHashMap.
- Производительность: HashTable является потокобезопасным, поэтому может работать медленнее, чем HashMap в однопоточных средах. HashTable использует устаревший API, который не поддерживает современные функции Java, такие как итераторы. HashMap, с другой стороны, имеет лучшую производительность в однопоточных средах и поддерживает итераторы.
- Нулевые ключи и значения: В отличие от HashTable, которая не принимает нулевые ключи или значения, HashMap допускает один нулевой ключ и несколько нулевых значений.
- Порядок итерацииr: HashTable не поддерживает какой-либо определенный порядок при переборе элементов, тогда как HashMap поддерживает порядок, в котором элементы были добавлены по умолчанию.
- Устаревший API: HashTable использует устаревший API, что означает, что он не поддерживает современные функции Java, такие как итераторы, в то время как HashMap использует современный API.
Понимание этих различий поможет вам выбрать правильную структуру данных для ваших нужд.
Таблица сравнения HashMap и HashTable
| Особенность | HashMap | Хеш-таблица |
|---|---|---|
| Выполнение | Реализовано начиная с Java 1.2 | Реализовано начиная с Java 1.0 |
| Потокобезопасность | Не потокобезопасный по умолчанию, но имеет потокобезопасную версию (ConcurrentHashMap). | Потокобезопасный по умолчанию, но может страдать от проблем с производительностью в многопоточных средах. |
| Допускаются нулевые значения | Разрешает нулевые значения как ключи, так и значения | Не допускает пустых ключей или значений |
| Порядок итерации | Не гарантирует какой-либо конкретный порядок во время итерации | Итерации в порядке добавления элементов |
| Перечисление | Не поддерживает перечисление | Поддерживает перечисление для итерации |
| Производительность | Обычно быстрее, чем HashTable | Может быть медленнее, чем HashMap в однопоточных средах. |
| Коэффициент нагрузки | Коэффициент загрузки по умолчанию – 0,75. | Коэффициент загрузки по умолчанию – 0,75. |
Алгоритм хеширования
HashMap и HashTable используют аналогичный алгоритм хеширования для сопоставления ключей с соответствующими значениями.. Когда вы вставляете пару ключ-значение в структуру данных, хэш-функция генерирует хеш-код для ключа.
Затем этот хэш-код используется для определения индекса во внутреннем массиве, где будет храниться значение.
Хеш-функция, используемая в обеих структурах данных, берет хэш-код и применяет к нему побитовую операцию, которая создает более равномерно распределенный хэш-код.. Это делается для того, чтобы избежать коллизий, когда два ключа генерируют один и тот же хеш-код и хранятся в одном и том же месте во внутреннем массиве.
Если конфликт действительно возникает, обе структуры данных используют разные методы для его разрешения. HashTable использует цепочку, когда несколько значений с одним и тем же хэш-кодом хранятся в связанном списке с одним и тем же индексом.
HashMap использует цепочку и открытую адресацию, когда структура данных ищет следующий пустой индекс для сохранения значения.
Алгоритм хеширования, используемый в обеих структурах данных, разработан таким образом, чтобы быть быстрым и эффективным, при этом максимально избегая коллизий.
Случаи использования
- Используйте HashMap, когда вам не нужна потокобезопасность: если вы работаете в однопоточной среде или не нуждаетесь в потокобезопасности для своего варианта использования, то HashMap — отличный выбор. В таких сценариях он работает лучше, чем HashTable, и поддерживает современные функции Java, такие как итераторы.
- Используйте HashTable, когда вам нужна безопасность потоков: HashTable — лучший выбор, если вашему приложению требуется безопасность потоков. Он разработан, чтобы быть потокобезопасным, и к нему могут без проблем обращаться несколько потоков одновременно.
- Используйте HashMap, когда вам нужно хранить нулевые значения.: если вам нужно хранить нулевые значения в вашей структуре данных, то HashMap — лучший выбор. Он допускает один нулевой ключ и любое количество нулевых значений.
- Используйте HashTable, когда вам нужно сохранить устаревший код: если вы работаете с устаревшим кодом, который требует использования HashTable, вам следует выбрать его, а не HashMap. HashTable использует устаревший API и может потребоваться, если современные функции Java не поддерживаются.
Понимание вашего варианта использования важно при выборе между HashMap и HashTable. Принимая во внимание потребности вашего приложения, вы можете выбрать правильную структуру данных для своих нужд.
Лучшие практики
Вот несколько рекомендаций, которые следует учитывать при использовании HashMap или HashTable:
- Используйте подходящую структуру данных для ваших нужд: Как обсуждалось ранее, HashMap и HashTable имеют разные варианты использования, и важно выбрать правильный. Учитывайте требования вашего приложения, такие как безопасность потоков, нулевые значения и порядок итерации.
- Используйте правильную хэш-функцию: Хеш-функция, используемая HashMap и HashTable, имеет решающее значение для их производительности. Если вы создаете свою хеш-функцию, убедитесь, что она создает равномерно распределенные хэш-коды, чтобы свести к минимуму коллизии. Java предоставляет хеш-функцию по умолчанию для большинства классов, но вам может потребоваться реализовать свою собственную, если вы используете пользовательский объект.
- Остерегайтесь параллельных модификаций: Если вы используете HashMap или HashTable в многопоточной среде, помните о возможных одновременных изменениях. Обе структуры данных предлагают потокобезопасные версии (ConcurrentHashMap для HashMap и синхронизированные методы для HashTable), но важно использовать их правильно, чтобы избежать таких проблем, как взаимоблокировки и снижение производительности.
- Используйте итераторы вместо перечисления: если вы используете HashTable, вы должны использовать интерфейс Enumeration для перебора его элементов. Однако Enumeration не поддерживает удаление элементов во время итерации. Если вы используете HashMap или вам нужно удалить элементы во время итерации, вместо этого используйте интерфейс Iterator.
- Оптимизируйте коэффициент загрузки: Коэффициент загрузки определяет, насколько полной может быть структура данных до изменения ее размера. Более высокий коэффициент загрузки означает, что меньше места тратится впустую, но это может привести к большему количеству столкновений и снижению производительности. Хорошее эмпирическое правило — устанавливать коэффициент нагрузки равным 0,75 для большинства приложений.
Следуя этим рекомендациям, вы можете обеспечить оптимальную работу HashMap или HashTable и избежать потенциальных проблем.
Заключение
Выбор между HashMap и HashTable зависит от конкретных потребностей вашего приложения. HashMap — хороший выбор для однопоточных сред и сценариев, где необходимы нулевые значения.
С другой стороны, HashTable разработан для многопоточных сред и устаревшего кода, который требует его использования.
Обе структуры данных используют алгоритм хэширования для сопоставления ключей с соответствующими им значениями, и важно выбрать правильную хеш-функцию и коэффициент загрузки для оптимизации их производительности.
Кроме того, вы должны знать о потенциальных проблемах, таких как одновременные модификации, и выбирать подходящий метод итерации для ваших нужд.
Понимая различия между HashMap и HashTable и следуя рекомендациям, вы можете гарантировать, что ваша структура данных работает оптимально и соответствует потребностям вашего приложения.