【修真院java小课堂】HashMap浅析

2024-05-19 12:52:52

大家好，我是IT修真院郑州分院第十期的学员，一枚正直纯洁善良的java程序员

今天给大家分享一下，修真院官网java任务十，深度思考中的知识点——HashMap浅析。

背景介绍

Map集合即K-V集合，加上一个hash,这样是散列、无序的。HashMap简单理解就是散列、无序的K-V集合，接下来深入解析一下HashMap。

知识剖析

HashMap的数据结构

数组的优缺点:通过下标索引方便查找，但是在数组中插入或删除一个元素比较困难。

链表的优缺点:由于在链表中查找一个元素需要以遍历链表的方式去查找，而插入，删除快速。因此链表适合快速插入和删除的场景，不利于查找。

HashMap的底层是哈希数组，数组元素为Entry。HashMap通过key的hashCode来计算hash值，当hashCode相同时，通过“拉链法”解决冲突。

HashMap 的实例有两个参数影响其性能：“初始容量” 和 “加载因子”。容量是哈希表中桶的数量，初始容量只是哈希表在创建时的容量。加载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时，则要重建该哈希表内部数据结构，从而哈希表将具有大约两倍的桶数。

通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查询成本（在大多数 HashMap 类的操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。在设置初始容量时应该考虑到映射中所需的条目数及其加载因子，以便最大限度地减少重构操作次数。如果初始容量大于最大条目数除以加载因子，则不会发生重构操作。

常见问题

为什么HashMap的数组长度一定是2的次幂？

扩展思考

Jdk1.7和1.8中hashMap的区别

数据结构引入了红黑树，解决链表过长时增删改查效率过低的问题；

扩容后存储位置的计算不同，jdk1.7在扩容后，key需要按照原来的方法重新计算一次。1.8里，直接原位置或者原位置+扩容量；

插入数据的方法也不同，1.7使用的是头插法，1.8使用尾插法。

参考文献

https://blog.csdn.net/soga613/article/details/78958642

https://blog.csdn.net/liyantianmin/article/details/79401854

https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6059914.html

更多讨论

Q1:hashmap 超过默认长度扩容时，是重新创建hashmap（包括定义长度）然后将原来的内容复制过来，然后销毁原来的hashmap？

A1:对，因为数组这种数据结构只能重新申请内存空间，无法直接扩容。

Q2:HashMap什么时候进行扩容？

A2:根据负载因子计算，当前使用的的容量大于负载因子和最大容量的乘积时，进行扩容。

Q3:随着数据量的增加，hashMap的查询时间复杂度？

A3:数组时是O(1)，链表时是O(log n），链表长度超过8个变为红黑树，是O（n）。

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