Mega Code Archive

 
Categories / Java / Collections Data Structure
 

Int HashMap

/*  * $Id: ArrayListStack.java 4448 2006-02-14 20:54:57Z jonathanlocke $ $Revision:  * 4448 $ $Date: 2006-02-14 21:54:57 +0100 (di, 14 feb 2006) $  *   *   * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may not  * use this file except in compliance with the License. You may obtain a copy of  * the License at  *   * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0  *   * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT  * WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. See the  * License for the specific language governing permissions and limitations under  * the License.  */ import java.io.IOException; import java.io.Serializable; import java.util.AbstractCollection; import java.util.AbstractSet; import java.util.Collection; import java.util.ConcurrentModificationException; import java.util.Iterator; import java.util.Map; import java.util.NoSuchElementException; import java.util.Set; /**  * This is a int hashmap that has the exact same features and interface as a  * normal Map except that the key is directly an integer. So no hash is  * calculated or key object is stored.  *   * @author jcompagner  */ public class IntHashMap implements Cloneable, Serializable {   transient volatile Set keySet = null;   transient volatile Collection values = null;   /**    * The default initial capacity - MUST be a power of two.    */   static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;   /**    * The maximum capacity, used if a higher value is implicitly specified by    * either of the constructors with arguments. MUST be a power of two <= 1<<30.    */   static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;   /**    * The load factor used when none specified in constructor.    */   static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;   /**    * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.    */   transient Entry[] table;   /**    * The number of key-value mappings contained in this identity hash map.    */   transient int size;   /**    * The next size value at which to resize (capacity * load factor).    *     * @serial    */   int threshold;   /**    * The load factor for the hash table.    *     * @serial    */   final float loadFactor;   /**    * The number of times this HashMap has been structurally modified    * Structural modifications are those that change the number of mappings in    * the HashMap or otherwise modify its internal structure (e.g., rehash).    * This field is used to make iterators on Collection-views of the HashMap    * fail-fast. (See ConcurrentModificationException).    */   transient volatile int modCount;   /**    * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial    * capacity and load factor.    *     * @param initialCapacity    *            The initial capacity.    * @param loadFactor    *            The load factor.    * @throws IllegalArgumentException    *             if the initial capacity is negative or the load factor is    *             nonpositive.    */   public IntHashMap(int initialCapacity, float loadFactor)   {     if (initialCapacity < 0)     {       throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + //$NON-NLS-1$           initialCapacity);     }     if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)     {       initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;     }     if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))     {       throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + //$NON-NLS-1$           loadFactor);     }     // Find a power of 2 >= initialCapacity     int capacity = 1;     while (capacity < initialCapacity)     {       capacity <<= 1;     }     this.loadFactor = loadFactor;     threshold = (int)(capacity * loadFactor);     table = new Entry[capacity];     init();   }   /**    * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the specified initial    * capacity and the default load factor (0.75).    *     * @param initialCapacity    *            the initial capacity.    * @throws IllegalArgumentException    *             if the initial capacity is negative.    */   public IntHashMap(int initialCapacity)   {     this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);   }   /**    * Constructs an empty <tt>HashMap</tt> with the default initial capacity    * (16) and the default load factor (0.75).    */   public IntHashMap()   {     this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;     threshold = (int)(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY * DEFAULT_LOAD_FACTOR);     table = new Entry[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];     init();   }   // internal utilities   /**    * Initialization hook for subclasses. This method is called in all    * constructors and pseudo-constructors (clone, readObject) after HashMap    * has been initialized but before any entries have been inserted. (In the    * absence of this method, readObject would require explicit knowledge of    * subclasses.)    */   void init()   {   }   /**    * Returns index for hash code h.    *     * @param h    * @param length    * @return The index for the hash integer for the given length    */   static int indexFor(int h, int length)   {     return h & (length - 1);   }   /**    * Returns the number of key-value mappings in this map.    *     * @return the number of key-value mappings in this map.    */   public int size()   {     return size;   }   /**    * Returns <tt>true</tt> if this map contains no key-value mappings.    *     * @return <tt>true</tt> if this map contains no key-value mappings.    */   public boolean isEmpty()   {     return size == 0;   }   /**    * Returns the value to which the specified key is mapped in this identity    * hash map, or <tt>null</tt> if the map contains no mapping for this key.    * A return value of <tt>null</tt> does not <i>necessarily</i> indicate    * that the map contains no mapping for the key; it is also possible that    * the map explicitly maps the key to <tt>null</tt>. The    * <tt>containsKey</tt> method may be used to distinguish these two cases.    *     * @param key    *            the key whose associated value is to be returned.    * @return the value to which this map maps the specified key, or    *         <tt>null</tt> if the map contains no mapping for this key.    * @see #put(int, Object)    */   public Object get(int key)   {     int i = indexFor(key, table.length);     Entry e = table[i];     while (true)     {       if (e == null)       {         return e;       }       if (key == e.key)       {         return e.value;       }       e = e.next;     }   }   /**    * Returns <tt>true</tt> if this map contains a mapping for the specified    * key.    *     * @param key    *            The key whose presence in this map is to be tested    * @return <tt>true</tt> if this map contains a mapping for the specified    *         key.    */   public boolean containsKey(int key)   {     int i = indexFor(key, table.length);     Entry e = table[i];     while (e != null)     {       if (key == e.key)       {         return true;       }       e = e.next;     }     return false;   }   /**    * Returns the entry associated with the specified key in the HashMap.    * Returns null if the HashMap contains no mapping for this key.    *     * @param key    * @return The Entry object for the given hash key    */   Entry getEntry(int key)   {     int i = indexFor(key, table.length);     Entry e = table[i];     while (e != null && !(key == e.key))     {       e = e.next;     }     return e;   }   /**    * Associates the specified value with the specified key in this map. If the    * map previously contained a mapping for this key, the old value is    * replaced.    *     * @param key    *            key with which the specified value is to be associated.    * @param value    *            value to be associated with the specified key.    * @return previous value associated with specified key, or <tt>null</tt>    *         if there was no mapping for key. A <tt>null</tt> return can    *         also indicate that the HashMap previously associated    *         <tt>null</tt> with the specified key.    */   public Object put(int key, Object value)   {     int i = indexFor(key, table.length);     for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next)     {       if (key == e.key)       {         Object oldValue = e.value;         e.value = value;         return oldValue;       }     }     modCount++;     addEntry(key, value, i);     return null;   }   /**    * This method is used instead of put by constructors and pseudoconstructors    * (clone, readObject). It does not resize the table, check for    * comodification, etc. It calls createEntry rather than addEntry.    *     * @param key    * @param value    */   private void putForCreate(int key, Object value)   {     int i = indexFor(key, table.length);     /**      * Look for preexisting entry for key. This will never happen for clone      * or deserialize. It will only happen for construction if the input Map      * is a sorted map whose ordering is inconsistent w/ equals.      */     for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next)     {       if (key == e.key)       {         e.value = value;         return;       }     }     createEntry(key, value, i);   }   void putAllForCreate(IntHashMap m)   {     for (Iterator i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext();)     {       Entry e = (Entry)i.next();       putForCreate(e.getKey(), e.getValue());     }   }   /**    * Rehashes the contents of this map into a new array with a larger    * capacity. This method is called automatically when the number of keys in    * this map reaches its threshold.    *     * If current capacity is MAXIMUM_CAPACITY, this method does not resize the    * map, but but sets threshold to Integer.MAX_VALUE. This has the effect of    * preventing future calls.    *     * @param newCapacity    *            the new capacity, MUST be a power of two; must be greater than    *            current capacity unless current capacity is MAXIMUM_CAPACITY    *            (in which case value is irrelevant).    */   void resize(int newCapacity)   {     Entry[] oldTable = table;     int oldCapacity = oldTable.length;     if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY)     {       threshold = Integer.MAX_VALUE;       return;     }     Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];     transfer(newTable);     table = newTable;     threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);   }   /**    * Transfer all entries from current table to newTable.    *     * @param newTable    */   void transfer(Entry[] newTable)   {     Entry[] src = table;     int newCapacity = newTable.length;     for (int j = 0; j < src.length; j++)     {       Entry e = src[j];       if (e != null)       {         src[j] = null;         do         {           Entry next = e.next;           int i = indexFor(e.key, newCapacity);           e.next = newTable[i];           newTable[i] = e;           e = next;         }         while (e != null);       }     }   }   /**    * Copies all of the mappings from the specified map to this map These    * mappings will replace any mappings that this map had for any of the keys    * currently in the specified map.    *     * @param m    *            mappings to be stored in this map.    * @throws NullPointerException    *             if the specified map is null.    */   public void putAll(IntHashMap m)   {     int numKeysToBeAdded = m.size();     if (numKeysToBeAdded == 0)     {       return;     }     /*      * Expand the map if the map if the number of mappings to be added is      * greater than or equal to threshold. This is conservative; the obvious      * condition is (m.size() + size) >= threshold, but this condition could      * result in a map with twice the appropriate capacity, if the keys to      * be added overlap with the keys already in this map. By using the      * conservative calculation, we subject ourself to at most one extra      * resize.      */     if (numKeysToBeAdded > threshold)     {       int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);       if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)       {         targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;       }       int newCapacity = table.length;       while (newCapacity < targetCapacity)       {         newCapacity <<= 1;       }       if (newCapacity > table.length)       {         resize(newCapacity);       }     }     for (Iterator i = m.entrySet().iterator(); i.hasNext();)     {       Entry e = (Entry)i.next();       put(e.getKey(), e.getValue());     }   }   /**    * Removes the mapping for this key from this map if present.    *     * @param key    *            key whose mapping is to be removed from the map.    * @return previous value associated with specified key, or <tt>null</tt>    *         if there was no mapping for key. A <tt>null</tt> return can    *         also indicate that the map previously associated <tt>null</tt>    *         with the specified key.    */   public Object remove(int key)   {     Entry e = removeEntryForKey(key);     return (e == null ? e : e.value);   }   /**    * Removes and returns the entry associated with the specified key in the    * HashMap. Returns null if the HashMap contains no mapping for this key.    *     * @param key    * @return The Entry object that was removed    */   Entry removeEntryForKey(int key)   {     int i = indexFor(key, table.length);     Entry prev = table[i];     Entry e = prev;     while (e != null)     {       Entry next = e.next;       if (key == e.key)       {         modCount++;         size--;         if (prev == e)         {           table[i] = next;         }         else         {           prev.next = next;         }         return e;       }       prev = e;       e = next;     }     return e;   }   /**    * Special version of remove for EntrySet.    *     * @param o    * @return The entry that was removed    */   Entry removeMapping(Object o)   {     if (!(o instanceof Entry))     {       return null;     }     Entry entry = (Entry)o;     int key = entry.getKey();     int i = indexFor(key, table.length);     Entry prev = table[i];     Entry e = prev;     while (e != null)     {       Entry next = e.next;       if (e.key == key && e.equals(entry))       {         modCount++;         size--;         if (prev == e)         {           table[i] = next;         }         else         {           prev.next = next;         }         return e;       }       prev = e;       e = next;     }     return e;   }   /**    * Removes all mappings from this map.    */   public void clear()   {     modCount++;     Entry tab[] = table;     for (int i = 0; i < tab.length; i++)     {       tab[i] = null;     }     size = 0;   }   /**    * Returns <tt>true</tt> if this map maps one or more keys to the    * specified value.    *     * @param value    *            value whose presence in this map is to be tested.    * @return <tt>true</tt> if this map maps one or more keys to the    *         specified value.    */   public boolean containsValue(Object value)   {     if (value == null)     {       return containsNullValue();     }     Entry tab[] = table;     for (int i = 0; i < tab.length; i++)     {       for (Entry e = tab[i]; e != null; e = e.next)       {         if (value.equals(e.value))         {           return true;         }       }     }     return false;   }   /**    * Special-case code for containsValue with null argument    *     * @return boolean true if there is a null value in this map    */   private boolean containsNullValue()   {     Entry tab[] = table;     for (int i = 0; i < tab.length; i++)     {       for (Entry e = tab[i]; e != null; e = e.next)       {         if (e.value == null)         {           return true;         }       }     }     return false;   }   /**    * Returns a shallow copy of this <tt>HashMap</tt> instance: the keys and    * values themselves are not cloned.    *     * @return a shallow copy of this map.    */   public Object clone() throws CloneNotSupportedException   {     IntHashMap result = null;     try     {       result = (IntHashMap)super.clone();       result.table = new Entry[table.length];       result.entrySet = null;       result.modCount = 0;       result.size = 0;       result.init();       result.putAllForCreate(this);     }     catch (CloneNotSupportedException e)     {       // assert false;     }     return result;   }   /**    * @author jcompagner    */   public static class Entry   {     final int key;     Object value;     Entry next;     /**      * Create new entry.      *       * @param k      * @param v      * @param n      */     Entry(int k, Object v, Entry n)     {       value = v;       next = n;       key = k;     }     /**      * @return The int key of this entry      */     public int getKey()     {       return key;     }     /**      * @return Gets the value object of this entry      */     public Object getValue()     {       return value;     }     /**      * @param newValue      * @return The previous value      */     public Object setValue(Object newValue)     {       Object oldValue = value;       value = newValue;       return oldValue;     }     /**      * @see java.lang.Object#equals(java.lang.Object)      */     public boolean equals(Object o)     {       if (!(o instanceof Entry))       {         return false;       }       Entry e = (Entry)o;       int k1 = getKey();       int k2 = e.getKey();       if (k1 == k2)       {         Object v1 = getValue();         Object v2 = e.getValue();         if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))         {           return true;         }       }       return false;     }     /**      * @see java.lang.Object#hashCode()      */     public int hashCode()     {       return key ^ (value == null ? 0 : value.hashCode());     }     /**      * @see java.lang.Object#toString()      */     public String toString()     {       return getKey() + "=" + getValue(); //$NON-NLS-1$     }   }   /**    * Add a new entry with the specified key, value and hash code to the    * specified bucket. It is the responsibility of this method to resize the    * table if appropriate.    *     * Subclass overrides this to alter the behavior of put method.    *     * @param key    * @param value    * @param bucketIndex    */   void addEntry(int key, Object value, int bucketIndex)   {     table[bucketIndex] = new Entry(key, value, table[bucketIndex]);     if (size++ >= threshold)     {       resize(2 * table.length);     }   }   /**    * Like addEntry except that this version is used when creating entries as    * part of Map construction or "pseudo-construction" (cloning,    * deserialization). This version needn't worry about resizing the table.    *     * Subclass overrides this to alter the behavior of HashMap(Map), clone, and    * readObject.    *     * @param key    * @param value    * @param bucketIndex    */   void createEntry(int key, Object value, int bucketIndex)   {     table[bucketIndex] = new Entry(key, value, table[bucketIndex]);     size++;   }   private abstract class HashIterator implements Iterator   {     Entry next; // next entry to return     int expectedModCount; // For fast-fail     int index; // current slot     Entry current; // current entry     HashIterator()     {       expectedModCount = modCount;       Entry[] t = table;       int i = t.length;       Entry n = null;       if (size != 0)       { // advance to first entry         while (i > 0 && (n = t[--i]) == null)         {           /* NoOp*/ ;         }       }       next = n;       index = i;     }     /**      * @see java.util.Iterator#hasNext()      */     public boolean hasNext()     {       return next != null;     }     Entry nextEntry()     {       if (modCount != expectedModCount)       {         throw new ConcurrentModificationException();       }       Entry e = next;       if (e == null)       {         throw new NoSuchElementException();       }       Entry n = e.next;       Entry[] t = table;       int i = index;       while (n == null && i > 0)       {         n = t[--i];       }       index = i;       next = n;       return current = e;     }     /**      * @see java.util.Iterator#remove()      */     public void remove()     {       if (current == null)       {         throw new IllegalStateException();       }       if (modCount != expectedModCount)       {         throw new ConcurrentModificationException();       }       int k = current.key;       current = null;       IntHashMap.this.removeEntryForKey(k);       expectedModCount = modCount;     }   }   private class ValueIterator extends HashIterator   {     /**      * @see java.util.Iterator#next()      */     public Object next()     {       return nextEntry().value;     }   }   private class KeyIterator extends HashIterator   {     /**      * @see java.util.Iterator#next()      */     public Object next()     {       return new Integer(nextEntry().getKey());     }   }   private class EntryIterator extends HashIterator   {     /**      * @see java.util.Iterator#next()      */     public Object next()     {       return nextEntry();     }   }   // Subclass overrides these to alter behavior of views' iterator() method   Iterator newKeyIterator()   {     return new KeyIterator();   }   Iterator newValueIterator()   {     return new ValueIterator();   }   Iterator newEntryIterator()   {     return new EntryIterator();   }   // Views   private transient Set entrySet = null;   /**    * Returns a set view of the keys contained in this map. The set is backed    * by the map, so changes to the map are reflected in the set, and    * vice-versa. The set supports element removal, which removes the    * corresponding mapping from this map, via the <tt>Iterator.remove</tt>,    * <tt>Set.remove</tt>, <tt>removeAll</tt>, <tt>retainAll</tt>, and    * <tt>clear</tt> operations. It does not support the <tt>add</tt> or    * <tt>addAll</tt> operations.    *     * @return a set view of the keys contained in this map.    */   public Set keySet()   {     Set ks = keySet;     return (ks != null ? ks : (keySet = new KeySet()));   }   private class KeySet extends AbstractSet   {     /**      * @see java.util.AbstractCollection#iterator()      */     public Iterator iterator()     {       return newKeyIterator();     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#size()      */     public int size()     {       return size;     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#contains(java.lang.Object)      */     public boolean contains(Object o)     {       if (o instanceof Number)       {         return containsKey(((Number)o).intValue());       }       return false;     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#remove(java.lang.Object)      */     public boolean remove(Object o)     {       if (o instanceof Number)       {         return IntHashMap.this.removeEntryForKey(((Number)o).intValue()) != null;       }       return false;     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#clear()      */     public void clear()     {       IntHashMap.this.clear();     }   }   /**    * Returns a collection view of the values contained in this map. The    * collection is backed by the map, so changes to the map are reflected in    * the collection, and vice-versa. The collection supports element removal,    * which removes the corresponding mapping from this map, via the    * <tt>Iterator.remove</tt>, <tt>Collection.remove</tt>,    * <tt>removeAll</tt>, <tt>retainAll</tt>, and <tt>clear</tt>    * operations. It does not support the <tt>add</tt> or <tt>addAll</tt>    * operations.    *     * @return a collection view of the values contained in this map.    */   public Collection values()   {     Collection vs = values;     return (vs != null ? vs : (values = new Values()));   }   private class Values extends AbstractCollection   {     /**      * @see java.util.AbstractCollection#iterator()      */     public Iterator iterator()     {       return newValueIterator();     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#size()      */     public int size()     {       return size;     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#contains(java.lang.Object)      */     public boolean contains(Object o)     {       return containsValue(o);     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#clear()      */     public void clear()     {       IntHashMap.this.clear();     }   }   /**    * Returns a collection view of the mappings contained in this map. Each    * element in the returned collection is a <tt>Map.Entry</tt>. The    * collection is backed by the map, so changes to the map are reflected in    * the collection, and vice-versa. The collection supports element removal,    * which removes the corresponding mapping from the map, via the    * <tt>Iterator.remove</tt>, <tt>Collection.remove</tt>,    * <tt>removeAll</tt>, <tt>retainAll</tt>, and <tt>clear</tt>    * operations. It does not support the <tt>add</tt> or <tt>addAll</tt>    * operations.    *     * @return a collection view of the mappings contained in this map.    * @see Map.Entry    */   public Set entrySet()   {     Set es = entrySet;     return (es != null ? es : (entrySet = new EntrySet()));   }   private class EntrySet extends AbstractSet   {     /**      * @see java.util.AbstractCollection#iterator()      */     public Iterator iterator()     {       return newEntryIterator();     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#contains(java.lang.Object)      */     public boolean contains(Object o)     {       if (!(o instanceof Entry))       {         return false;       }       Entry e = (Entry)o;       Entry candidate = getEntry(e.getKey());       return candidate != null && candidate.equals(e);     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#remove(java.lang.Object)      */     public boolean remove(Object o)     {       return removeMapping(o) != null;     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#size()      */     public int size()     {       return size;     }     /**      * @see java.util.AbstractCollection#clear()      */     public void clear()     {       IntHashMap.this.clear();     }   }   /**    * Save the state of the <tt>HashMap</tt> instance to a stream (i.e.,    * serialize it).    *     * @param s    *            The ObjectOutputStream    * @throws IOException    *     * @serialData The <i>capacity</i> of the HashMap (the length of the bucket    *             array) is emitted (int), followed by the <i>size</i> of the    *             HashMap (the number of key-value mappings), followed by the    *             key (Object) and value (Object) for each key-value mapping    *             represented by the HashMap The key-value mappings are emitted    *             in the order that they are returned by    *             <tt>entrySet().iterator()</tt>.    *     */   private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws IOException   {     // Write out the threshold, loadfactor, and any hidden stuff     s.defaultWriteObject();     // Write out number of buckets     s.writeInt(table.length);     // Write out size (number of Mappings)     s.writeInt(size);     // Write out keys and values (alternating)     for (Iterator i = entrySet().iterator(); i.hasNext();)     {       Entry e = (Entry)i.next();       s.writeInt(e.getKey());       s.writeObject(e.getValue());     }   }   private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;   /**    * Reconstitute the <tt>HashMap</tt> instance from a stream (i.e.,    * deserialize it).    *     * @param s    * @throws IOException    * @throws ClassNotFoundException    */   private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException   {     // Read in the threshold, loadfactor, and any hidden stuff     s.defaultReadObject();     // Read in number of buckets and allocate the bucket array;     int numBuckets = s.readInt();     table = new Entry[numBuckets];     init(); // Give subclass a chance to do its thing.     // Read in size (number of Mappings)     int size = s.readInt();     // Read the keys and values, and put the mappings in the HashMap     for (int i = 0; i < size; i++)     {       int key = s.readInt();       Object value = s.readObject();       putForCreate(key, value);     }   }   // These methods are used when serializing HashSets   int capacity()   {     return table.length;   }   float loadFactor()   {     return loadFactor;   } }