HashMap實現原理分析

資料結構中有陣列和鍊錶來實現對資料的儲存，但這兩者基本上是兩個極端。

陣列儲存區間是連續的，占用記憶體嚴重，故空間複雜的很大。但陣列的二分查詢時間複雜度小，為o(1)；陣列的特點是：定址容易，插入和刪除困難；

鍊錶儲存區間離散，占用記憶體比較寬鬆，故空間複雜度很小，但時間複雜度很大，達o（n）。鍊錶的特點是：定址困難，插入和刪除容易。

那麼我們能不能綜合兩者的特性，做出一種定址容易，插入刪除也容易的資料結構？答案是肯定的，這就是我們要提起的雜湊表。雜湊表（(hash table）既滿足了資料的查詢方便，同時不占用太多的內容空間，使用也十分方便。

雜湊表有多種不同的實現方法，我接下來解釋的是最常用的一種方法—— 拉鍊法，我們可以理解為「鍊錶的陣列」，如圖：

從上圖我們可以發現雜湊表是由陣列+鍊錶組成的，乙個長度為16的陣列中，每個元素儲存的是乙個鍊錶的頭結點。那麼這些元素是按照什麼樣的規則儲存到陣列中呢。一般情況是通過hash(key)%len獲得，也就是元素的key的雜湊值對陣列長度取模得到。比如上述雜湊表中，12%16=12,28%16=12,108%16=12,140%16=12。所以12、28、108以及140都儲存在陣列下標為12的位置。

hashmap其實也是乙個線性的陣列實現的,所以可以理解為其儲存資料的容器就是乙個線性陣列。這可能讓我們很不解，乙個線性的陣列怎麼實現按鍵值對來訪問資料呢？這裡hashmap有做一些處理。

首先hashmap裡面實現乙個靜態內部類entry，其重要的屬性有 key , value, next，從屬性key,value我們就能很明顯的看出來entry就是hashmap鍵值對實現的乙個基礎bean，我們上面說到hashmap的基礎就是乙個線性陣列，這個陣列就是entry，map裡面的內容都儲存在entry裡面。

* the table, resized as necessary. length must always be a power of two.

transient entry table;

既然是線性陣列，為什麼能隨機訪問？這裡hashmap用了乙個小演算法，大致是這樣實現：

// 儲存時:

inthash = key.hashcode(); // 這個hashcode方法這裡不詳述,只要理解每個key的hash是乙個固定的int值

intindex = hash % entry.length;

entry[index] = value;

// 取值時:

inthash = key.hashcode();

intindex = hash % entry.length;

returnentry[index];

疑問：如果兩個key通過hash%entry.length得到的index相同，會不會有覆蓋的危險？

這裡hashmap裡面用到鏈式資料結構的乙個概念。上面我們提到過entry類裡面有乙個next屬性，作用是指向下乙個entry。打個比方，第乙個鍵值對a進來，通過計算其key的hash得到的index=0，記做:entry[0] = a。一會後又進來乙個鍵值對b，通過計算其index也等於0，現在怎麼辦？hashmap會這樣做:b.next = a,entry[0] = b,如果又進來c,index也等於0,那麼c.next = b,entry[0] = c；這樣我們發現index=0的地方其實訪問了a,b,c三個鍵值對,他們通過next這個屬性鏈結在一起。所以疑問不用擔心。也就是說陣列中儲存的是最後插入的元素。到這裡為止，hashmap的大致實現，我們應該已經清楚了。

public v put(k key, v value) while (e != null);

HashMap實現原理分析

HashMap實現原理，原始碼分析

HashMap實現原理

HashMap實現原理

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