java Hashmap原理分析

[size=medium][color=red][b]1. hashmap的資料結構[/b][/color][/size]

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。

[b]陣列[/b]

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；

[b]鍊錶[/b]

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。

[color=red][b]雜湊表[/b][/color]

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。[b]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。[/b]

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「[color=red][b]鍊錶的陣列[/b][/color]」，如圖：

[img]

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。

[color=darkblue][b]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。[/b][/color]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[color=red][b]乙個靜態內部類entry，其重要的屬性有 key , value, next[/b][/color]，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。

[size=medium][color=red][b]2. hashmap的訪問實現[/b][/color][/size]


// 儲存時:
int hash = 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
int index = hash % entry.length;
entry[index] = value;
// 取值時:
int hash = key.hashcode();
int index = hash % entry.length;
return entry[index];

[size=medium][color=blue][b]1）put[/b][/color][/size]

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

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) 
}modcount++;
addentry(hash, key, value, i);
return null;
}void addentry(int hash, k key, v value, int bucketindex)

當然hashmap裡面也包含一些優化方面的實現，這裡也說一下。比如：entry的長度一定後，隨著map裡面資料的越來越長，這樣同乙個index的鏈就會很長，會不會影響效能？hashmap裡面設定乙個因子，隨著map的size越來越大，entry會以一定的規則加長長度。

[color=red][b]2）get[/b][/color]


public v get(object key) 
return null;
}

[color=red][b]3）確定陣列index：hashcode % table.length取模[/b][/color]

hashmap訪問時，都需要計算當前key應該對應entry陣列哪個元素，即計算陣列下標；演算法如下：

/**
* returns index for hash code h.
*/static int indexfor(int h, int length)

按位取並，作用上相當於取模mod或者取餘%。

[size=medium][color=red][b]這意味著陣列下標相同，並不表示hashcode相同。[/b][/color][/size]

[size=medium][color=red][b]先找陣列再找鍊錶[/b][/color][/size]

**：[url]

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