面试专题 HashMap如何在Java中工作

Posted 2020-11-25

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HashMap问题在工作面试中很常见。 这是HashMaps在Java内部如何工作的一些深入说明。

HashMap在内部如何工作已成为几乎所有访谈中的一个普遍问题。 几乎每个人都知道如何使用HashMap或HashMap与Hashtable之间的区别。 但是，当问题为“ HashMap如何在内部工作？”时，许多人会失败。

这个问题的答案是，它基于哈希原理工作，但听起来并不那么简单。 哈希是一种使用算法将唯一代码分配给变量或属性的机制，从而可以轻松进行检索。 真正的哈希机制在应用于同一对象时应始终返回相同的hashCode（）。

然后是一个问题：“哈希如何帮助存储和检索HashMap中的值？” 许多人会说该值将存储在存储桶中，并使用键进行检索。 如果你认为这是有效的，那么你绝对是错误的。 为了证明这一点，让我们看一下HashMap类：

/**
     * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
     */
     transient Entry[] table;

那么HashMap中Entry []的用途是什么？ HashMap将对象存储为Entry实例，而不是键和值。

什么是入门班？

HashMap有一个称为Entry Class的内部类，其中包含键和值。 还有一个叫做next的东西，稍后你将了解。

 static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> 
 {
     final K key;
     V value;
     Entry<K,V> next;
     final int hash;
     ........
 }

你知道HashMap将Entry实例存储在数组中，而不是作为键值对存储。 为了存储值，你将使用HashMap的put（）方法。 让我们深入研究一下，看看它是如何工作的。

Put（）方法如何在内部工作？
该代码将如下所示：

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;
 }

首先，它检查给定的密钥是否为null。如果给定键为null，则它将存储在零位置，因为null的哈希码将为零。

然后通过调用hashcode方法将哈希码应用于键.hashCode（）。为了在数组范围内获得值，调用了hash（key.hashCode（）），它对哈希码执行一些移位操作。
indexFor（）方法用于获取存储Entry对象的确切位置。

接下来是最重要的部分-如果两个不同的对象具有相同的哈希码（例如Aa和BB将具有相同的哈希码），它将存储在同一存储桶中吗？为了解决这个问题，让我们考虑一下数据结构中的LinkedList。它将具有“下一个”属性，该属性将始终指向下一个对象，与Entry类中的下一个属性指向下一个对象的方式相同。使用这种方法，具有相同哈希码的不同对象将彼此相邻放置。

对于Collision，HashMap检查下一个属性的值。如果为null，则将Entry对象插入该位置。如果下一个属性不为null，则它将保持循环运行，直到下一个属性为null，然后将Entry对象存储在那里。

如何在HashMap中防止重复密钥？

众所周知，HashMap不允许重复键，即使当我们插入具有不同值的相同键时，也仅返回最新值。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class HashMapEg {
 public static void main(String[] args) {
  Map map = new HashMap();
  map.put(1, "sam");
  map.put(1, "Ian");
  map.put(1, "Scott");
  map.put(null, "asdf");
  System.out.println(map);
 }
}

对于上面的代码，你将获得输出{null = asdf，1 = Scott}，因为值sam和Ian将被替换为Scott。 那么，这是怎么发生的呢？

LinkedList中的所有Entry对象将具有相同的哈希码，但是HashMap使用equals（）。 此方法检查相等性，因此如果key.equals（k）为true，它将替换Entry类中的值对象而不是键。 这样，可以防止插入重复密钥。

Get（）方法如何在内部工作？

将使用put（）方法中几乎相同的逻辑来检索值。

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;
 }

如果两个键具有相同的Hashcode会发生什么？

此处将使用相同的冲突解决机制。 key.equals（k）将一直检查到它为true，如果为true，则返回它的值。

我希望本文能阐明麻烦的HashMap内部机制。 学习愉快！

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