HashMap结构及算法详解

HashMap的本质依然是数组,而且是一个不定长的多维数组。


1、简单介绍

HashMap中的数组保存链表的头节点。

保存数据:

计算key的hashCode,再与数组长度进行求余运算得到数组下标(链表头节点)。

如果该位置为空,生成一个新的链表节点并保存到该数组。

如果该位置非空,循环比对链表的每一个节点:已经存在key相同的节点,覆盖旧节点;不存在key相同的节点,将新节点作为链表的尾节点(注:查看JDK1.8中的源码,新节点总是加入到链表末尾,而不是如JDK1.6一般作为链表头节点)

查找数据:

计算key的hashCode,再与数组长度进行求余运算得到数组下标(链表头节点)。如果链表不为空,先比对首节点,如果首节点key相同(hashCode相同且equals为true),直接返回首节点的value;首节点key不同则顺序遍历比对链表其它节点,返回key相同的节点的value(未找到key相同的节点则返回null)。

注意事项:

如果所有key的hashcode相同,假定均为0,则0%4 = 0,所有元素就会都保存到链表0,保存和查找每一个数据都需要遍历链表0。那么,此时的HashMap实质上已经退化成了链表,时间复杂度也从设计的O(1)上升到了O(n/2)。

为了尽可能地让HashMap的查找和保存的时间复杂度保持在O(1),就需要让元素均匀地分布在每一个链表,也就是每一个链表只保存一个元素。

那么影响因素有哪些?

一是key的hashcode不能重复,如果重复就肯定会有链表保存至少2个元素;

二是哈希函数设计,如果只是简单的求余,那么余数会有大量重复;

三是链表的大小,如果100个元素要分布在长度为10的数组,无论怎么计算都会导致其中有链表保存多个元素,最好的情况是每个链表保存10个;

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