对HashMap的理解

Posted 2022-09-05 pzyin

关于HashMap的几个常识：

（1）HashMap是一个用于存储Key-Value键值对的集合，每一个键值对也叫做Entry。这些个键值对（Entry）分散存储在一个数组当中，这个数组就是HashMap的主干。

（2）HashMap数组每一个元素的初始值都是Null。允许Null键和Null值，不保证有序。

（3）HashMap的默认初始长度是16，并且每次自动扩展或是手动初始化时，长度必须是2的幂。之所以选择16，是为了服务于key映射到index的Hash算法。

（4）HashMap中有两个很重要的参数，容量(Capacity)和负载因子(Load factor)。当bucket填充的数目（即hashmap中元素的个数）大于capacity*load factor时就需要调整buckets的数目为当前的2倍。

数据结构

HashMap的底层数据结果是数据+链表（存在的意思就是为了解决哈希冲突），jdk1.8之后的数据结构是数组+链表+红黑树（在链表>=8个元素的时候，会变为红黑树的结构）

（1）Put方法的原理

调用Put方法的时候发生了什么呢？

比如调用 hashMap.put("apple", 0) ，插入一个Key为“apple"的元素。这时候我们需要利用一个哈希函数来确定Entry的插入位置（index）： 

index = Hash（“apple”）

HashMap数组的每一个元素不止是一个Entry对象，也是一个链表的头节点。每一个Entry对象通过Next指针指向它的下一个Entry节点。当新来的Entry映射到冲突的数组位置时，只需要插入到对应的链表即可，需要注意的是，新来的Entry节点插入链表时，使用的是“头插法”。（之所以放到头部，是因为HashMap的发明者认为后插入的元素被查找的概率更大）

 

对key的hashCode()做hash，然后再计算index；
如果没碰撞直接放到bucket里；
如果碰撞了，以链表的形式存在buckets后；
如果碰撞导致链表过长(大于等于TREEIFY_THRESHOLD)，就把链表转换成红黑树；
如果节点已经存在就替换old value(保证key的唯一性)；
如果bucket满了(超过load factor*current capacity)，就要resize。

（2）Get方法的原理

bucket里的第一个节点，直接命中；
如果有冲突，则通过key.equals(k)去查找对应的entry
若为树，则在树中通过key.equals(k)查找，O(logn)；
若为链表，则在链表中通过key.equals(k)查找，O(n)。