HashMap原理解析
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。
}
是Entry.next
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。
static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {};
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!!!!
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原理解析的更多相关文章
- Java 7 和 Java 8 中的 HashMap原理解析
HashMap 可能是面试的时候必问的题目了,面试官为什么都偏爱拿这个问应聘者?因为 HashMap 它的设计结构和原理比较有意思,它既可以考初学者对 Java 集合的了解又可以深度的发现应聘者的数据 ...
- HashMap 原理解析
HashMap是由数组加链表的结合体.如下图: 图中可以看出HashMap底层就是一个数组结构,每个数组中又存储着链表(链表的引用) JDK1.6实现hashmap的方式是采用位桶(数组)+链表的方式 ...
- Java集合详解(三):HashMap原理解析
概述 本文是基于jdk8_271版本进行分析的. HashMap是Map集合中使用最多的.底层是基于数组+链表实现的,jdk8开始底层是基于数组+链表/红黑树实现的.HashMap也会动态扩容,与Ar ...
- HASHMAP原理解析,不错的文章
http://blog.csdn.net/vking_wang/article/details/14166593
- (转)HashMap深入原理解析
[HashMap]深入原理解析 分类: 数据结构 自考 equals与“==”(可以参考自己的另一篇博文) 1,基本数据类型(byte,short,char,int,long,float,double ...
- HashMap数据结构与实现原理解析(干货)
HashMap 数据结构解析: HashMap内部使用hash表(本质是一个数组见图一) HashMap使用hash算法计算得到存放的索引位置,以此来加快查询速度,(比ArrayList还要快) 同样 ...
- 【算法】(查找你附近的人) GeoHash核心原理解析及代码实现
本文地址 原文地址 分享提纲: 0. 引子 1. 感性认识GeoHash 2. GeoHash算法的步骤 3. GeoHash Base32编码长度与精度 4. GeoHash算法 5. 使用注意点( ...
- Volley 实现原理解析(转)
Volley 实现原理解析 转自:http://blog.csdn.net/fengqiaoyebo2008/article/details/42963915 1. 功能介绍 1.1. Volley ...
- java集合框架之java HashMap代码解析
java集合框架之java HashMap代码解析 文章Java集合框架综述后,具体集合类的代码,首先以既熟悉又陌生的HashMap开始. 源自http://www.codeceo.com/arti ...
随机推荐
- ELK平台的搭建
ELK是指Elasticsearch + Logstash + Kibaba三个组件的组合.本文讲解一个基于日志文件的ELK平台的搭建过程,有关ELK的原理以及更多其他信息,会在接下来的文章中继续研究 ...
- iOS下JS与OC互相调用(八)--Cordova详解+实战
扯两句,可以跳过 由于项目中Cordova相关功能一直是同事在负责,所以也没有仔细的去探究Cordova到底是怎么使用的,又是如何实现JS 与 OC 的交互.所以我基本上是从零开始研究和学习Cordo ...
- C++ ifstream,ofstream读写二进制文件
为什要吧数据存为二进制 这个嘛,是我个人习惯,一般,我们会把日志文件存为文本文件.数据文件存成二进制文件. 其实,我们接触的文件,比如图像.视频都是以二进制的形式存储的,要想查看这类数据,必须知道数据 ...
- 六星经典CSAPP笔记(2)信息的操作和表示
2.Representing and Manipulating Information 本章从二进制.字长.字节序,一直讲到布尔代数.位运算,最后无符号.有符号整数.浮点数的表示和运算.诚然有些地方的 ...
- 使用Swift开发一个MacOS的菜单状态栏App
猴子原创,欢迎转载.转载请注明: 转载自Cocos2Der-CSDN,谢谢! 原文地址: http://blog.csdn.net/cocos2der/article/details/52054107 ...
- Android初级教程实现电话录音
需求:设置来电后自动录音. 首先设置一个按钮,代码很简单这里就不再给出. 建一个类,RecorderServicer extends Service package com.ydl.recorder; ...
- 【一天一道LeetCode】#235. Lowest Common Ancestor of a Binary Search Tree
一天一道LeetCode 本系列文章已全部上传至我的github,地址:ZeeCoder's Github 欢迎大家关注我的新浪微博,我的新浪微博 欢迎转载,转载请注明出处 (一)题目 Given a ...
- Java-IO之RandomAccessFile
RandomAccessFile是随机访问(读写)的类,支持对文件随机访问的读取和写入,也可以从指定的位置读取和写入文件数据.RandomAccessFile虽然属于java.io包,但它不是Inpu ...
- 03-Git常用命令演示、冲突演示
Git常用命令演示 Git的的思想其实和SVN还是蛮像的,可以参考之前svn文章一起加深了解. 新建一个user2目录,clone下代码. 修改readme.txt git status 可以看到re ...
- A*寻路算法入门(二)
大熊猫猪·侯佩原创或翻译作品.欢迎转载,转载请注明出处. 如果觉得写的不好请告诉我,如果觉得不错请多多支持点赞.谢谢! hopy ;) 免责申明:本博客提供的所有翻译文章原稿均来自互联网,仅供学习交流 ...