如何理解并實現HashMap？【Java培訓】

HashMap是Java中常用的集合，而且HashMap的一些思想，對于我們平時解決業(yè)務上的一些問題，在思路上有幫助，基于此，本篇博客將分析HashMap底層設計思想，并手寫一個迷你版的HashMap!

對HashMap的思考

HashMap底層數據結構第一，如圖所示，HashMap有3個要素：hash函數+數組+單鏈表。

第二，對于hash函數而言，需要考慮些什么?

要快，對于給定的Key，要能夠快速計算出在數組中的index。那么什么運算夠快呢?顯然是位運算!要均勻分布，要較少碰撞。說白了，我們希望通過hash函數，讓數據均勻分布在數組中，不希望大量數據發(fā)生碰撞，導致鏈表過長。那么怎么辦到呢?也是利用位運算，通過對數據的二進制的位進行移動，讓hash函數得到的數據散列開來，從而減低了碰撞的概率。

如果發(fā)生了碰撞怎么辦?上面的圖其實已經說明了JDK的HashMap是如何處理hash沖突的，就是通過單鏈表解決的。那么除了這個方法，還有其他思路么?比如說，如果發(fā)生沖突，那么記下這個沖突的位置為 index，然后在加上固定步長，即index+step，找到這個位置，看一下是否仍然沖突，如果繼續(xù)沖突，那么按照這個思路，繼續(xù)加上固定步長。其實這就是所謂的線性探測來解決Hash沖突的方法!

通過寫一個迷你版的HashMap來深刻理解定義接口

定義接口

接口

定義一個接口，對外暴露快速存取的方法。注意MyMap接口內部定義了一個內部接口Entry。

接口實現

HashMap的要素之一，就是數組，自然在這里，我們要定義數組，數組的初始化大小，還要考慮擴容的閥值。

看MyHashMap的構造

構造方法有什么好說的呢?

仔細觀察下，你會發(fā)現，其實這里使用到了“門面模式”。這里的2個構造方法其實指向的是同一個，但是對外卻暴露了2個“門面”!

Entry

HashMap的要素之一，單鏈表的體現就在這里!

看put如何實現

第一，要考慮是否擴容?

HashMap中的Entry的數量(數組以及單鏈表中的所有Entry)是否達到閥值?

第二，如果擴容，意味著新生成一個Entry[]，不僅如此還得重新散列。

第三，要根據Key計算出在Entry[]中的位置，定位后，如果Entry[]中的元素為null，那么可以放入其中，如

果不為空，那么得遍歷單鏈表，要么更新value，要么形成一個新的Entry“擠壓”單鏈表!

hash函數

MyHashMap提供的hash函數

JDK的HashMap提供的hash函數

我這里參考了JDK的HashMap的hash函數的實現，這里也再次說明了：要想散列均勻，就得進行二進制的位運算!

resize和rehash

這里可以看出，對于HashMap而言，如果頻繁進行resize/rehash操作，是會影響性能的。

resize/rehash的過程，就是數組變大，原來數組中的entry元素一個個的put到新數組的過程，需要注意的是一些狀態(tài)變量的改變。

get實現

get

get很簡單，只需要注意在遍歷單鏈表的過程中使用== or equals來判斷下即可。

Test測試

利用MyHashMap進行存取

運行結果

OK，一個迷你版的HashMap就寫好了，你學到了么?

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