IdentityHashMap和HashMap的主要区别是什么？

参考回答

IdentityHashMap 和 HashMap 都是 Java 中的 Map 实现类，用于存储键值对。但它们在键的比较方式和一些其他行为上存在显著差异。

主要区别：

1. 键的比较方式：
   • HashMap 使用键的 equals() 方法和 hashCode() 方法来判断键是否相等。
   • IdentityHashMap 使用键的 引用地址（） 来判断键是否相等，而不依赖 equals() 方法或 hashCode() 方法。
2. 用途：
   • HashMap 是一般用途的 Map，适用于大多数场景。
   • IdentityHashMap 用于特殊场景，如需要严格区分对象引用，即使对象内容相同也需要视为不同键的情况。
3. 性能：
   • IdentityHashMap 在某些场景下可能性能更高，因为它不调用 equals() 和 hashCode()。
   • HashMap 的性能依赖于 hashCode() 和 equals() 的实现。
4. 实现细节：
   • HashMap：底层基于数组和链表或红黑树（从 Java 8 开始）。
   • IdentityHashMap：底层使用一个数组（无链表），以散列键的引用地址存储条目。
5. 键值对数量的计算：
   • HashMap：正常计算所有键值对。
   • IdentityHashMap：可能出现重复键值对（如果键是同一内容但不同引用的对象）。

详细讲解与拓展

1. 键的比较方式：== vs equals()

HashMap

• 使用 equals() 方法 判断两个键是否相等。
• 如果两个对象的内容相同且 equals() 返回 true，HashMap 会将它们视为同一个键。

示例：

Map<String, String> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put(new String("key"), "value1");
hashMap.put(new String("key"), "value2");
System.out.println(hashMap.size()); // 输出：1
System.out.println(hashMap.get("key")); // 输出：value2

• 两个 String 对象的内容相同，equals() 返回 true，所以 HashMap 认为它们是同一个键。

IdentityHashMap

• 使用 == 比较键的引用地址。
• 即使两个对象的内容相同，只要它们是不同的引用，IdentityHashMap 会认为它们是不同的键。

示例：

Map<String, String> identityMap = new IdentityHashMap<>();
identityMap.put(new String("key"), "value1");
identityMap.put(new String("key"), "value2");
System.out.println(identityMap.size()); // 输出：2
System.out.println(identityMap.get("key")); // 输出：null

• 两个 String 对象的内容相同，但因为是不同的引用地址，IdentityHashMap 认为它们是不同的键。

2. 实现细节

HashMap

• 基于键的 hashCode() 计算哈希值，并将键值对存储在哈希桶中。
• 发生哈希冲突时，使用链表或红黑树存储冲突的键值对。

IdentityHashMap

• 使用键的引用地址（System.identityHashCode(key)）计算哈希值。
• 条目存储在一个数组中，数组的索引位置由哈希值决定，类似开放地址法。

IdentityHashMap 内部数组的特点：

• 每对键值存储在相邻的两个数组单元中（一个存储键，一个存储值）。
• 当数组填满时，会重新扩容为原来的两倍。

3. 应用场景

HashMap

适用于普通场景，存储的键值对依赖于键的内容相等性。常用于：

• 缓存
• 配置项存储
• 数据映射

IdentityHashMap

适用于特殊场景，需要区分对象的引用（即使内容相同）。常用于：

• 实现算法中的唯一对象跟踪。
• 替代 HashMap 实现某些底层功能（例如序列化、框架内部使用）。
• 在某些性能敏感场景下，用于避免调用 equals() 和 hashCode()。

4. 示例对比

HashMap 示例：

Map<String, String> hashMap = new HashMap<>();
String key1 = new String("key");
String key2 = new String("key");
hashMap.put(key1, "value1");
hashMap.put(key2, "value2");
System.out.println(hashMap.size()); // 输出：1
System.out.println(hashMap.get("key")); // 输出：value2

IdentityHashMap 示例：

Map<String, String> identityMap = new IdentityHashMap<>();
String key1 = new String("key");
String key2 = new String("key");
identityMap.put(key1, "value1");
identityMap.put(key2, "value2");
System.out.println(identityMap.size()); // 输出：2
System.out.println(identityMap.get("key")); // 输出：null

5. 总结对比表

6. 注意事项

1. 性能差异：
   • IdentityHashMap 在需要频繁调用 hashCode() 和 equals() 的场景下可能更高效。
   • 但由于 IdentityHashMap 使用数组实现，其扩容可能比 HashMap 更耗时。
2. 正确选择：
   • 如果键的内容决定相等性，用 HashMap。
   • 如果需要区分对象引用（即使内容相同），用 IdentityHashMap。

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