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(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。
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
}
//如果size超过threshold,则扩充table大小。再散列
if (size++ >= threshold)
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 ...
- 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 ...
- 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 ...
- 走进Java Map家族 (1) - HashMap实现原理分析
在Java世界里,有一个古老而神秘的家族——Map.从底层架构到上层应用,他们活跃于世界的每一个角落.但是,每次出现时,他们都戴着一张冷硬的面具(接口),深深隐藏着自己的内心.所有人都认识他们,却并非 ...
- 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( ...
- 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 ...
- HashMap底层原理分析
本文将从以下方面结合源码进行分析:自动扩容.初始化与懒加载.哈希计算.位运算(默认采用JDK1.8). 自动扩容 扩容操作发生在putVal最后部分,在增加元素后才判断是否需要扩容,如果超过阈值, ...
- HashMap实现原理分析(转)
文章转自:http://blog.csdn.net/vking_wang/article/details/14166593 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 ...
随机推荐
- AngularJS 指令(使浏览器认识自己定义的标签)
对于angular js还有其强大之处,可以利用angular js的指令来自定义许多标签.下面是一个实例: 自定一个名为hello标签,视图如下: <div ng-app="myAp ...
- Post请求
写在前面的话: XMLHttpRequest对象的open方法的第一个参数为request-type,取值可以为get或post.本篇介绍post请求. 使用post方式时,浏览器会把各表单中字段元素 ...
- JS验证金额
<script type="text/javascript"> function ismoney(obj) { check(obj) ...
- 获取ItemsControl中当前item的binding数据
直接用 {Binding} 就可以了,如下: <ItemsControl ItemsSource="{Binding Path=ProcessItems}"> < ...
- oracle查看表实际物理空间使用大小
http://www.2cto.com/database/201107/95313.html 一种是分配给一个表的物理空间数量,而不管空间是否被使用.可以这样查询获得字节数:select segmen ...
- ccc 使用let
//如果不是恩雅,也不在移动过程中,那么移动 if (!self.hasMoved && !isHold) { var touchLoc = touch.getLocation(); ...
- Codeforces Round #244 (Div. 2) B. Prison Transfer
题目是选出c个连续的囚犯,而且囚犯的级别不能大于t #include <iostream> using namespace std; int main(){ int n,t,c; cin ...
- Codeforces Round #157 (Div. 2) D. Little Elephant and Elections(数位DP+枚举)
数位DP部分,不是很难.DP[i][j]前i位j个幸运数的个数.枚举写的有点搓... #include <cstdio> #include <cstring> using na ...
- Android -- 编辑框更改样式
1. 效果图
- The Skins of the Substance
This blog is about a java jar file : Substance.jar well, you can get it from links as below: http:// ...