哈希算法&&Java中的HashMap实现原理

Posted 2022-12-01 Airsolstice

HashMap是通过一个Entry的数组实现的。而Entry的结构有三个属性，key，value，next。如果在c中，我们遇到next想到的必然是指针，其实在java这就是个指针。每次通过hashcode的值，来散列存储数据。而hashcode（）这个犯法最简单的算法是：

String中的哈希算法：

public int hashCode()   
       int h = hash;  
       if (h == 0 && value.length > 0)   
           char val[] = value;  
  
           for (int i = 0; i < value.length; i++)   
               h = 31 * h + val[i];  
             
           hash = h;  
         
       return h;  
     

其中为什么以31为乘数，我一直不是很明白...还请知道的人求教，不胜感激

例如，一个字符串"hash",这个单词的各个字符的ascii为，h  104，a 97，s 115：

h = 0；

h1 = h*31+104 = 0*31+104 = 104

h2=h1*31+97=104*31+97=3321

h3=h2*31+115=3321*31+115=103066

h4=h3*31+104=103066*31+104=3195150

通过上述算法得出一个hash值，然后按照如下的方法得出一个hash桶，这个桶就是用来存放指向这个哈希桶的值的，因此也可以叫一个哈希域。

int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % length;

</pre><pre code_snippet_id="1635422" snippet_file_name="blog_20160405_2_9723445" name="code" class="java">

</pre><pre code_snippet_id="1635422" snippet_file_name="blog_20160405_2_9723445" name="code" class="java"><pre name="code" class="java">// 存储时:
int hash = key.hashCode(); // 这个hashCode方法这里不详述,只要理解每个key的hash是一个固定的int值
int index = hash % Entry[].length;
Entry[index] = value;

// 取值时:
int hash = key.hashCode();
int index = hash % Entry[].length;
return Entry[index];

这个哈希域其实是一个指针链表。正如上面所说的，HashMap其实是一个Entry<E >的数组，这个数组的下标指针其实是行，也是哈希桶的域。而Entry中next指针，其实是行的内容，也是桶的容器，它是一个链表，所以容量可以灵活变化

因此，hashmap其实就是形象的将一个数组分类了，而数组的每个下标表示一个桶，每个桶就是一个域，每次寻找一个值时，只要先算得到这个内容的hashcode，就可以知道在哪个域里面了，这将会省很多的迭代过程。

在我们平常用的过程中，equals（）和hashcode（）这两个方法其实需要同时复写。我们都知道，继承Object的类其实都是需要复写equals（）的，不然这个方法的本身其实就是‘==’的作用。但是，在复写equals方法的时候，需要注意的是，一定要保证hashcode的唯一性。也要保证一个hashcode内容的唯一性。所以很多时候，在复写equals的同时，也要复写hashcode方法。

这是String中的equals方法：

public boolean equals(Object anObject)   
     if (this == anObject)   
         return true;  
       
     if (anObject instanceof String)   
         String anotherString = (String) anObject;  
         int n = value.length;  
         if (n == anotherString.value.length)   
             char v1[] = value;  
             char v2[] = anotherString.value;  
             int i = 0;  
             while (n-- != 0)   
                 if (v1[i] != v2[i])  
                         return false;  
                 i++;  
               
             return true;  
           
       
     return false;  
   

在HashMap中，判断两个值是否相等的过程是：

**判断这个两个对象引用是否一样，如果一样，说明是一个对象，返回true；否则，下一步

**计算这个两个字符串的hashcode是否一样（在最初复写equals的时候，就应该结合hashcode（），这两者是相互印证的），如果不一样，返回false；否则，下一步

**将这两个字符串内容，逐位比较，知道最后一个内容都完全一样，返回true，否则，false

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到这里就分析结束了

以上内容部分参考自：http://blog.csdn.net/vking_wang/article/details/14166593