作者:張豐哲
來源: jianshu.com/p/b638f19aeb64
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

第一,如圖所示,HashMap有3個要素:hash函式+陣列+單鏈表
第二,對于hash函式而言,需要考慮些什么?
要快,對于給定的Key,要能夠快速計算出在陣列中的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函式,讓資料均勻分布在陣列中,不希望大量資料發生碰撞,導致鏈表過長,那么怎么辦到呢?也是利用位運算,通過對資料的二進制的位進行移動,讓hash函式得到的資料散列開來,從而減低了碰撞的概率,
如果發生了碰撞怎么辦?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,如果繼續沖突,那么按照這個思路,繼續加上固定步長,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
定義介面

定義一個介面,對外暴露快速存取的方法,
注意MyMap介面內部定義了一個內部介面Entry,
介面實作

HashMap的要素之一,就是陣列,自然在這里,我們要定義陣列,陣列的初始化大小,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如何實作

第一,要考慮是否擴容?
HashMap中的Entry的數量(陣列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函式


我這里參考了JDK的HashMap的hash函式的實作,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的程序,就是陣列變大,原來陣列中的entry元素一個個的put到新陣列的程序,需要注意的是一些狀態變數的改變,
get實作

get很簡單,只需要注意在遍歷單鏈表的程序中使用== or equals來判斷下即可,
Test測驗

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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標籤:Java
