HashMap实现原理分析--面试详谈
1. HashMap的数据结构
数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储,但这两者基本上是两个极端。
数组
数组存储区间是连续的,占用内存严重,故空间复杂的很大。但数组的二分查找时间复杂度小,为O(1);数组的特点是:寻址容易,插入和删除困难;
链表
链表存储区间离散,占用内存比较宽松,故空间复杂度很小,但时间复杂度很大,达O(N)。链表的特点是:寻址困难,插入和删除容易。
哈希表
那么我们能不能综合两者的特性,做出一种寻址容易,插入删除也容易的数据结构?答案是肯定的,这就是我们要提起的哈希表。哈希表((Hash table)既满足了数据的查找方便,同时不占用太多的内容空间,使用也十分方便。
哈希表有多种不同的实现方法,我接下来解释的是最常用的一种方法—— 拉链法,我们可以理解为“链表的数组” ,如图:
从上图我们可以发现哈希表是由数组+链表组成的,一个长度为16的数组中,每个元素存储的是一个链表的头结点。那么这些元素是按照什么样的规则存储到数组中呢。一般情况是通过hash(key)%len获得,也就是元素的key的哈希值对数组长度取模得到。比如上述哈希表中,12%16=12,28%16=12,108%16=12,140%16=12。所以12、28、108以及140都存储在数组下标为12的位置。
HashMap其实也是一个线性的数组实现的,所以可以理解为其存储数据的容器就是一个线性数组。这可能让我们很不解,一个线性的数组怎么实现按键值对来存取数据呢?这里HashMap有做一些处理。
首先HashMap里面实现一个静态内部类Entry,其重要的属性有 key , value, next,从属性key,value我们就能很明显的看出来Entry就是HashMap键值对实现的一个基础bean,我们上面说到HashMap的基础就是一个线性数组,这个数组就是Entry[],Map里面的内容都保存在Entry[]里面。
transient Entry[] table;
2. HashMap的存取实现
既然是线性数组,为什么能随机存取?这里HashMap用了一个小算法,大致是这样实现:
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];
1)put
这里HashMap里面用到链式数据结构的一个概念。上面我们提到过Entry类里面有一个next属性,作用是指向下一个Entry。打个比方, 第一个键值对A进来,通过计算其key的hash得到的index=0,记做:Entry[0] = A。一会后又进来一个键值对B,通过计算其index也等于0,现在怎么办?HashMap会这样做:B.next = A,Entry[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C;这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他们通过next这个属性链接在一起。所以疑问不用担心。也就是说数组中存储的是最后插入的元素。到这里为止,HashMap的大致实现,我们应该已经清楚了。
}
当然HashMap里面也包含一些优化方面的实现,这里也说一下。比如:Entry[]的长度一定后,随着map里面数据的越来越长,这样同一个index的链就会很长,会不会影响性能?HashMap里面设置一个因子,随着map的size越来越大,Entry[]会以一定的规则加长长度。
2)get
3)null key的存取
null key总是存放在Entry[]数组的第一个元素。
}
4)确定数组index:hashcode % table.length取模
HashMap存取时,都需要计算当前key应该对应Entry[]数组哪个元素,即计算数组下标;算法如下:
5)table初始大小
// Find a power of 2 >= initialCapacity
注意table初始大小并不是构造函数中的initialCapacity!!
而是 >= initialCapacity的2的n次幂!!!!
————为什么这么设计呢?——
3. 解决hash冲突的办法
- 开放定址法(线性探测再散列,二次探测再散列,伪随机探测再散列)
- 再哈希法
- 链地址法
- 建立一个公共溢出区
Java中hashmap的解决办法就是采用的链地址法。
4. 再散列rehash过程
当哈希表的容量超过默认容量时,必须调整table的大小。当容量已经达到最大可能值时,那么该方法就将容量调整到Integer.MAX_VALUE返回,这时,需要创建一张新表,将原表的映射到新表中。
}
}
HashMap实现原理分析--面试详谈的更多相关文章
- 基础进阶(一)之HashMap实现原理分析
HashMap实现原理分析 1. HashMap的数据结构 数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储,但这两者基本上是两个极端. 数组 数组存储区间是连续的,占用内存严重,故空间复杂的很大.但数组的二 ...
- HashMap底层原理分析(put、get方法)
1.HashMap底层原理分析(put.get方法) HashMap底层是通过数组加链表的结构来实现的.HashMap通过计算key的hashCode来计算hash值,只要hashCode一样,那ha ...
- java基础进阶二:HashMap实现原理分析
HashMap实现原理分析 1. HashMap的数据结构 数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储,但这两者基本上是两个极端. 数组 数组存储区间是连续的,占用内存严重,故空间复杂的很大.但数组的二 ...
- Java面试& HashMap实现原理分析
1. HashMap的数据结构 数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储,但这两者基本上是两个极端. 数组 数组存储区间是连续的,占用内存严重,故空间复杂的很大.但数组的二分查找时间复杂度小,为O( ...
- 转:HashMap实现原理分析(面试问题:两个hashcode相同 的对象怎么存入hashmap的)
原文地址:https://www.cnblogs.com/faunjoe88/p/7992319.html 主要内容: 1)put 疑问:如果两个key通过hash%Entry[].length得 ...
- HashMap实现原理分析(面试问题:两个hashcode相同 的对象怎么存入hashmap的)
1. HashMap的数据结构 数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储,但这两者基本上是两个极端. 数组 数组存储区间是连续的,占用内存严重,故空间复杂的很大.但数组的二分查找时间复杂度小,为O(1 ...
- 总结HashMap实现原理分析
一.底层数据结构在JDK1.6,JDK1.7中,HashMap采用位桶+链表实现,即使用链表处理冲突,同一hash值的键值对会被放在同一个位桶里,当桶中元素较多时,通过key值查找的效率较低. 而JD ...
- HashMap实现原理分析(详解)
1. HashMap的数据结构 http://blog.csdn.net/gaopu12345/article/details/50831631 ??看一下 数据结构中有数组和链表来实现对数据的存 ...
- Java HashMap实现原理分析
参考链接:https://www.cnblogs.com/xiarongjin/p/8310011.html 1. HashMap的数据结构 数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储,但这两者基本上是 ...
随机推荐
- MySQL中如何建立主从复制
## 1 概述 ## MySQL内建的复制功能是构建大型,高性能应用程序的基础.将Mysql的数据分布到多个系统上去,这种分布的机制,是通过将Mysql的某一台主机的数据复制到其它主机(slaves) ...
- python中函数与函数式编程(二)
首先要明白为什么要用到返回值,返回值的作用就是为了分情况来处理下面的程序(个人见解总结) 1.函数返回值 def test1(): pass def test2(): return 0 def tes ...
- sql 聚合函数和group by 联合使用
原文 很多时候单独使用聚合函数的时候觉得很容易,求个平均值,求和,求个数等,但是和分组一起用就有点混淆了,好记性不如烂笔头,所以就记下来以后看看. 常用聚合函数罗列 1 AVG() - 返回平均值 C ...
- MySQL official tutorial
1.installation 2.setup environment variables add %/MySQL Server/bin to path. then restart cmd/powers ...
- Confluence 6 设置其他页面为你空间的主页
在任何时候,如果你希望某一个页面称为你空间的主页,你可以非常容易的从 编辑空间细节(Edit Space Details)标签页中进行修改. 希望编辑空间的细节: 进入空间后,然后从边栏的底部选择 空 ...
- Vue之单文件组件的数据传递,axios请求数据及路由router
1.传递数据 例如,我们希望把父组件的数据传递给子组件. 可以通过props属性来进行传递. 传递数据三个步骤: 步骤1:在父组件中,调用子组件的组名处,使用属性值的方式往下传递数据 <Menu ...
- Hongcow Buys a Deck of Cards CodeForces - 744C (状压)
大意: n个红黑卡, 每天可以选择领取一块红币一块黑币, 或者买一张卡, 第$i$张卡的花费红币数$max(r_i-A,0)$, 花费黑币数$max(b_i-B,0)$, A为当前红卡数, B为当前黑 ...
- CoordinatorLayout、AppBarLayout、CollapsingToolbarLayout的用法,让Toolbar与系统栏融为一体
CoordinatorLayout其实是加强版的FrameLayout布局,可以监听期所有子控件的各种事件,由Design Support库提供的,能体现Material Design 的魔力.能解决 ...
- python记录_day10 动态传参 命名空间 作用域
一.动态传参 动态传参用到 *args 和 **kwargs ,*号表示接收位置参数,args是参数名:**表示接收关键字参数,kwargs是参数名 def chi(*food): print(foo ...
- Spring AOP实现Mysql数据库主从切换(一主多从)
设置数据库主从切换的原因:数据库中经常发生的是“读多写少”,这样读操作对数据库压力比较大,通过采用数据库集群方案, 一个数据库是主库,负责写:其他为从库,负责读,从而实现读写分离增大数据库的容错率. ...