How does HashMap work in Java?

1. Country.java

package org.arpit.javapostsforlearning;
public class Country {

 String name;
 long population;

 public Country(String name, long population) {
  super();
  this.name = name;
  this.population = population;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 public long getPopulation() {
  return population;
 }
 public void setPopulation(long population) {
  this.population = population;
 }

 // если длина имени в an objectе Country - четное число,
 // то возвращаем 31(любое случайное число), а если нечетное - 95 (любое случайное число).
 // указанный ниже метод - это не самый лучший способ генерации хеш-codeа,
 // но мы воспользуемся им для более четкого понимания хеш-карт.

 @Override
 public int hashCode() {
  if(this.name.length()%2==0)
   return 31;
  else
   return 95;
 }
 @Override
 public boolean equals(Object obj) {

  Country other = (Country) obj;
   if (name.equalsIgnoreCase((other.name)))
   return true;
  return false;
 }
}

2. HashMapStructure.java(main class)

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;

public class HashMapStructure {

    /**
     * @author Arpit Mandliya
     */
    public static void main(String[] args) {

        Country india=new Country("India",1000);
        Country japan=new Country("Japan",10000);

        Country france=new Country("France",2000);
        Country russia=new Country("Russia",20000);

        HashMap<country,string> countryCapitalMap=new HashMap<country,string>();
        countryCapitalMap.put(india,"Delhi");
        countryCapitalMap.put(japan,"Tokyo");
        countryCapitalMap.put(france,"Paris");
        countryCapitalMap.put(russia,"Moscow");

        Iterator<country> countryCapitalIter=countryCapitalMap.keySet().iterator();//установите
        //debug-точку на этой строке(23)
        while(countryCapitalIter.hasNext())
        {
            Country countryObj=countryCapitalIter.next();
            String capital=countryCapitalMap.get(countryObj);
            System.out.println(countryObj.getName()+"----"+capital);
            }
        }
}

1. There is an array Entry[]of 16 cells named table;

2. This array stores objects of the class Entry. The class HashMaphas an inner class - Entry. And instances of this class are key-value pairs. Let's take a look at the class structure Entry:

static class Entry implements Map.Entry
        {
                final K key;
                V value;
                Entry next;
                final int hash;
                ...//продолжение codeа
        }

3. Every time we try to create a key-value pair in a hash map, a class object will be created for that pair Entryand it will be stored in the above table Entry[]. And now you should be wondering where exactly in this table this object will be written (in which cell). For a key in a key-value pair, a hash code is calculated using the hashcode(). And this hash code is used to calculate the table cell number Entry[];

4. Now if you look at cell 10 of the table, you will see a class object Entrynamed HashMap$Entry;

5. We added 4 key-value pairs, but there are only 2 in the array!!! This is because if 2 objects have the same hash code, then they will be stored in the same cell. But how? Objects will be stored as a linked list ( LinkedList).

Hashcode for Japan = 95 так How длина слова Japan имеет нечетное количество букв.
Hashcode for India = 95 так How длина слова India имеет нечетное количество букв.
HashCode for Russia = 31 так How длина слова Russia имеет четное количество букв.
HashCode for France = 31 так How длина слова France имеет четное количество букв.

Put:

/**
  * Метод связывает указанное meaning с указанным ключом в данной хэш-карте. Если
  * карта до этого уже содержала некоторое meaning, соответствующее этому ключу,
  * то старое meaning заменяется на указанное.
  * @param key
  *            ключ, с которым связывается указанное meaning
  * @param value
  *            meaning, связываемое с указанным ключом
  * @возвращает meaning связанное с <tt>ключом</tt>, or <tt>null</tt>,
  *         если ниHowое meaning не соответствует <tt>ключу</tt>. ( Возврат <tt>null</tt>
  *         может так же говорить о том, что в карте заведомо <tt>null</tt> был связан с
  *         <tt>ключом</tt>.)
  */
 public V put(K key, V value) {
  if (key == null)
   return putForNullKey(value);
  int hash = hash(key.hashCode());
  int i = indexFor(hash, table.length);
  for (Entry<k , V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
   Object k;
   if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
    V oldValue = e.value;
    e.value = value;
    e.recordAccess(this);
    return oldValue;
   }
  }

  modCount++;
  addEntry(hash, key, value, i);
  return null;
 }

1. We check the object keyfor equality null. If so, then the object keywill be stored in location table[0]because the hash code for nullis always 0;

2. Next, we call the object’s keymethod hashcode(), which will calculate its hash code. This hash code is used to determine the array cell where the class object will be stored Entry. Sometimes it happens that this function hashcodeis not written very skillfully, so the JDK developers created a different function - hash(), which takes the previously calculated hash code as an argument. If you are interested in reading about this function in more detail, you can follow the link ;

3. indexFor(hash,table.length)used to define a specific cell in the array tablein which a class object will be defined to be stored Entry;

4. As we saw in our example, if two objects keyhave the same hash code (this situation is known as a collision), then they will be stored in the form of a linked list. Therefore, at this stage we iterate our list:

• if the newly calculated cell is empty, then the class object Entrywill be saved directly into this cell;

• if this cell already contains some object, then iterates to the element whose field is nextequal to null. After this, our class object Entrybecomes next in the list;

• what if we add the same object keyagain? Logically, it should replace the old value. Yes, it will be so. During the iteration, the keys will be compared using the equals()( key.equals(k)) method. If the result is true, then the old value will be replaced with the value of the current object Entry.

Get:

/**
  * returns meaning, которое соответствует указанному ключу, or {@code null}, если
  * данная карта не содержит пары с указанным ключом.
  *
  *
  * <p>
  * Более точно, если в данной карте содержится такой ключ {@code k}
  * с соответствующим ему meaningм {@code v}, что {@code (key==null ? k==null : key.equals(k))},
  * то метод возвращает {@code v}; в противном случае возвращается {@code null}.
  * (может быть не более одной такой пары)
  *
  * </p><p>
  * Возвращенное meaning {@code null} не <i>обязательно</i> говорит о том, что
  * в карте нет пары с таким указанным ключом; а возможно, что в карте однозначно
  * указано соответствие этого ключа со meaningм {@code null}.
  * Можно воспользоваться операцией {@link #containsKey containsKey}, чтобы
  * отличить эти два случая
  * @see #put(Object, Object)
  */
 public V get(Object key) {
  if (key == null)
   return getForNullKey();
  int hash = hash(key.hashCode());
  for (Entry<k , V> e = table[indexFor(hash, table.length)]; e != null; e = e.next) {
   Object k;
   if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
    return e.value;
  }
  return null;
 }