目录

 

前言

数组特点

链表特点

HashMap的put()和get()的实现

1、map.put(k,v)实现原理

2、map.get(k)实现原理

3、为何随机增删、查询效率都很高的原因是?

4、为什么放在hashMap集合key部分的元素需要重写equals方法?

5、HashMap总结

6、注意JDK8之后

7、高频面试题


前言

HashMap是Java中最常用的集合类框架,也是Java语言中非常典型的数据结构,同时也是我们需要掌握的数据结构,更重要的是进大厂面试必问之一。

java map 原子加减 java map原理_链表

 

数组特点

存储区间是连续,且占用内存严重,空间复杂也很大,时间复杂为O(1)。优点:是随机读取效率很高,原因数组是连续(随机访问性强,查找速度快)。缺点:插入和删除数据效率低,因插入数据,这个位置后面的数据在内存中要往后移的,且大小固定不易动态扩展。

链表特点

区间离散,占用内存宽松,空间复杂度小,时间复杂度O(N)。优点:插入删除速度快,内存利用率高,没有大小固定,扩展灵活。缺点:不能随机查找,每次都是从第一个开始遍历(查询效率低)。哈希表特点

以上数组和链表,大家都知道各自优缺点。那么我们能不能把以上两种结合一起使用,从而实现查询效率高和插入删除效率也高的数据结构呢?答案是可以滴,那就是哈希表可以满足,接下来我们一起复习HashMap中的put()和get()方法实现原理。

java map 原子加减 java map原理_数组_02

 

HashMap的put()和get()的实现

1、map.put(k,v)实现原理

第一步首先将k,v封装到Node对象当中(节点)。第二步它的底层会调用K的hashCode()方法得出hash值。第三步通过哈希表函数/哈希算法,将hash值转换成数组的下标,下标位置上如果没有任何元素,就把Node添加到这个位置上。如果说下标对应的位置上有链表。此时,就会拿着k和链表上每个节点的k进行equal。如果所有的equals方法返回都是false,那么这个新的节点将被添加到链表的末尾。如其中有一个equals返回了true,那么这个节点的value将会被覆盖。

2、map.get(k)实现原理

第一步:先调用k的hashCode()方法得出哈希值,并通过哈希算法转换成数组的下标。第二步:通过上一步哈希算法转换成数组的下标之后,在通过数组下标快速定位到某个位置上。重点理解如果这个位置上什么都没有,则返回null。如果这个位置上有单向链表,那么它就会拿着参数K和单向链表上的每一个节点的K进行equals,如果所有equals方法都返回false,则get方法返回null。如果其中一个节点的K和参数K进行equals返回true,那么此时该节点的value就是我们要找的value了,get方法最终返回这个要找的value。

3、为何随机增删、查询效率都很高的原因是?

原因:增删是在链表上完成的,而查询只需扫描部分,则效率高。

HashMap集合的key,会先后调用两个方法,hashCode and equals方法,这这两个方法都需要重写。

java map 原子加减 java map原理_链表_03

 

4、为什么放在hashMap集合key部分的元素需要重写equals方法?

因为equals默认比较是两个对象内存地址

HashMap集合的key特点:

5、HashMap总结

无序,不可重复为什么是无序的?因为不一定挂到哪一个单向链表上的,因此加入顺序和取出也不一样。怎么保持不可重复?使用equals方法来保证HashMap集合key不可重复,如key重复来,value就会覆盖。存放在HashMap集合key部分的元素,其实就是存放在HashSet集合中,则HashSet集合也需要重写equals和hashCode方法。hashmap集合的默认初始化容量为16,默认加载因子为0.75,也就是说这个默认加载因子是当hashMap集合底层数组的容量达到75%时,数组就开始扩容。hashmap集合初始化容量是2的陪数,为了达到散列均匀,提高hashmap集合的存取效率,

6、注意JDK8之后

JDK8之后,如果哈希表单向链表中元素超过8个,那么单向链表这种数据结构会变成红黑树数据结构。当红黑树上的节点数量小于6个,会重新把红黑树变成单向链表数据结构。

java map 原子加减 java map原理_java map 原子加减_04

 

问题:

如果O1和O2的hash值相同,就会存放到同一个单向链表上,

如果不同,但由于哈希算法执行结束之后转换的数组下标可能相同,此时会发上“哈希碰撞”。

7、高频面试题

  • HashMap的工作原理是什么?
  • HashMap中的“死锁”是怎么回事?
  • HashMap中能put两个相同key吗?为什么?
  • HashMap中的键值可以为null吗?原理?
  • HashMap扩容机制?