HashMap碰撞问题解析

HashMap是最常用的集合类框架之一，它实现了Map接口，所以存储的元素也是键值对映射的结构，并允许使用null值和null键，其内元素是无序的，如果要保证有序，可以使用LinkedHashMap。HashMap是线程不安全的，下篇文章会讨论。HashMap的类关系如下：

　　　　java.util

　　　　Class HashMap<K,V>

　　　　　　java.lang.Object

　　　　　　　　|--java.util.AbstractMap<K,V>

　　　　　　　　　　 |--java.util.HashMap<K,V>

所有已实现的接口：

　　Serializable,Cloneable,Map<K,V>

直接已知子类：

　　LinkedHashMap,PrinterStateReasons

　　HashMap中用的最多的方法就属put() 和 get() 方法；HashMap的Key值是唯一的，那如何保证唯一性呢？我们首先想到的是用equals比较，没错，这样可以实现，但随着内部元素的增多，put和get的效率将越来越低，这里的时间复杂度是O(n)，假如有1000个元素，put时最差情况需要比较1000次。实际上，HashMap很少会用到equals方法，因为其内通过一个哈希表管理所有元素，哈希是通过hash单词音译过来的，也可以称为散列表，哈希算法可以快速的存取元素，当我们调用put存值时，HashMap首先会调用Key的hash方法，计算出哈希码，通过哈希码快速找到某个存放位置（桶），这个位置可以被称之为bucketIndex，但可能会存在多个元素找到了相同的bucketIndex，有个专业名词叫碰撞，当碰撞发生时，这时会取到bucketIndex位置已存储的元素，最终通过equals来比较，equals方法就是碰撞时才会执行的方法，所以前面说HashMap很少会用到equals。HashMap通过hashCode和equals最终判断出Key是否已存在，如果已存在，则使用新Value值替换旧Value值，并返回旧Value值，如果不存在，则存放新的键值对<K, V>到bucketIndex位置。通过下面的流程图来梳理一下整个put过程。

最终HashMap的存储结构会有这三种情况，我们当然期望情形3是最少发生的（效率最低）。

HashMap 碰撞问题处理：

　　碰撞：所谓“碰撞”就上面所述是多个元素计算得出相同的hashCode，在put时出现冲突。

　　处理方法：

　　Java中HashMap是利用“拉链法”处理HashCode的碰撞问题。在调用HashMap的put方法或get方法时，都会首先调用hashcode方法，去查找相关的key，当有冲突时，再调用equals方法。hashMap基于hasing原理，我们通过put和get方法存取对象。当我们将键值对传递给put方法时，他调用键对象的hashCode()方法来计算hashCode，然后找到bucket（哈希桶）位置来存储对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当碰撞发生了，对象将会存储在链表的下一个节点中。hashMap在每个链表节点存储键值对对象。当两个不同的键却有相同的hashCode时，他们会存储在同一个bucket位置的链表中。键对象的equals()来找到键值对。

HashMap基本结构概念图：

到目前为止，我们了解了两件事：

　　1、HashMap通过键的hashCode来快速的存取元素。

　　2、当不同的对象发生碰撞时，HashMap通过单链表来解决，将新元素加入链表表头，通过next指向原有的元素。单链表在Java中的实现就是对象的引用(复合)。

HashMap.put()和get()源码：

/** * Returns the value to which the specified key is mapped, * or if this map contains no mapping for the key. * * 获取key对应的value */
public V get(Object key) {  if (key == null)  return getForNullKey();  //获取key的hash值  int hash = hash(key.hashCode());  // 在“该hash值对应的链表”上查找“键值等于key”的元素  for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];  e != null;  e = e.next) {  Object k;  if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))  return e.value;  }  return null;
}  /** * Offloaded version of get() to look up null keys.  Null keys map * to index 0.   * 获取key为null的键值对，HashMap将此键值对存储到table[0]的位置 */
private V getForNullKey() {  for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {  if (e.key == null)  return e.value;  }  return null;
}  /** * Returns <tt>true</tt> if this map contains a mapping for the * specified key. * * HashMap是否包含key */
public boolean containsKey(Object key) {  return getEntry(key) != null;
}  /** * Returns the entry associated with the specified key in the * HashMap.   * 返回键为key的键值对 */
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {  //先获取哈希值。如果key为null，hash = 0；这是因为key为null的键值对存储在table[0]的位置。  int hash = (key == null) ? 0 : hash(key.hashCode());  //在该哈希值对应的链表上查找键值与key相等的元素。  for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];  e != null;  e = e.next) {  Object k;  if (e.hash == hash &&  ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))  return e;  }  return null;
}  /** * Associates the specified value with the specified key in this map. * If the map previously contained a mapping for the key, the old * value is replaced. * * 将“key-value”添加到HashMap中，如果hashMap中包含了key，那么原来的值将会被新值取代 */
public V put(K key, V value) {  //如果key是null，那么调用putForNullKey(),将该键值对添加到table[0]中  if (key == null)  return putForNullKey(value);  //如果key不为null，则计算key的哈希值，然后将其添加到哈希值对应的链表中  int hash = hash(key.hashCode());  int i = indexFor(hash, table.length);  for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  Object k;  //如果这个key对应的键值对已经存在，就用新的value代替老的value。  if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  V oldValue = e.value;  e.value = value;  e.recordAccess(this);  return oldValue;  }  }  modCount++;  addEntry(hash, key, value, i);  return null;
}

从HashMap的put()和get方法实现中可以与拉链法解决hashCode冲突解决方法相互印证。并且从put方法中可以看出HashMap是使用Entry<K,V>来存储数据。

HashMap碰撞问题解析相关推荐

hashmap删除指定key_Java集合之HashMap源码解析(JDK8)
哈希表(hash table)也叫散列表,是一种非常重要的数据结构,应用场景非常丰富,许多缓存技术(比如memcached)的核心其实就是在内存中维护一张大的哈希表,而HashMap的实现原理也常常出 ...
通俗易懂Hashmap源码解析
Hashmap源码解析一.Hashmap数据结构哈希表是一种以键 - 值(key-value)存储数据的结构,我们只要输入待查找的值即 key,就可以找到其对应的值即 Value.哈希的思路很简单 ...
红黑树分析与JDK8中HashMap源码解析
红黑树分析与JDK8中HashMap源码解析 BST O(1), O(n), O(logn), O(nlogn) 的区别红黑树-RBTree 插入数据 HashMap中红黑树的插入操作 HashMa ...
HashMap源码解析(JDK1.8)
HashMap源码解析(JDK1.8) 目录定义构造函数数据结构存储实现源码分析删除操作源码分析 hashMap遍历和异常解析 1. 定义 HashMap实现了Map接口,继承Abstrac ...
面试官系统精讲Java源码及大厂真题 - 08 HashMap 源码解析
08 HashMap 源码解析自信和希望是青年的特权. --大仲马引导语 HashMap 源码很长,面试的问题也非常多,但这些面试问题,基本都是从源码中衍生出来的,所以我们只需要弄清楚其底层实现原 ...
Java集合框架之三：HashMap源码解析
Java集合框架之三:HashMap源码解析版权声明:本文为博主原创文章,转载请注明出处,欢迎交流学习! HashMap在我们的工作中应用的非常广泛,在工作面试中也经常会被问到,对于这样一个重要的集 ...
史上最详细的HashMap红黑树解析
HashMap红黑树解析红黑树介绍 TreeNode结构树化的过程红黑树的左旋和右旋 TreeNode的左旋和右旋红黑树的插入 TreeNode的插入红黑树的删除 TreeNode的删除节点 ...
java容器三：HashMap源码解析
前言:Map接口 map是一个存储键值对的集合,实现了Map接口的主要类有以下几种 TreeMap:用红黑树实现 HashMap:数组和链表实现 HashTable:与HashMap类似,但是线程安全 ...
HashMap源码解析——基于JDK1.8
前言 HashMap数据结构由数组和链表(超过一定数量转换为红黑树)组成,在进行增删查等操作时,首先要定位到元素的所在表的位置,之后再从链表中定位该元素.具体找到表下标的方法是(n - 1) & ...
JDK8：HashMap源码解析：get方法、containsKey方法、getNode方法
一.概述 HashMap存储的键值对,用put(K,V)方法来存储,用get(K)方法来获取V,用containsKey(K)方法来检查K是否存在.可先参见:put方法解析来了解键值对的存储原理,再 ...

HashMap碰撞问题解析

HashMap碰撞问题解析相关推荐

最新文章

热门文章