sharedpreferences 存取map map存储

简介

上一篇Set提到了，底层实现都是靠的Map，学Map前需要有一定的知识储备。
Map维护的其实就是key、value的映射，后面重点讲Map的几个实现：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap。
其中不得不提到的就是hash。

Hash散列表

之前List中的数组和链表，查找某个元素都存在一个问题，需要遍历所有元素，直到找到元素为止，效率比较低。
而散列表则是不在意存储顺序，只希望快速找到元素。

原理

每个对象计算散列码，根据散列码保存在对应的位置上。出现哈希冲突的时候就往链表上添加，元素冲突的多的话转为红黑树。如果散列表太满，需要再散列，创建一个更大的散列表，把元素放进新的散列表，原散列表丢弃。
装填因子决定何时再散列，默认为0.75。

红黑树

参考自安卓大叔的博客30张图带你彻底理解红黑树在线红黑树 红黑树操作包含两种：旋转，反色
需要遵守的约束：

1. 每个节点要不是黑色，要不是红色
2. 根节点是黑色的
3. 每个叶子节点是黑色的
4. 每个红色节点的两个子节点一定都是黑色的
5. 任意一节点到每个子节点的路径都包含数量相同的黑节点。
   5.1 如果一个节点存在黑子节点，那么该节点肯定有两个子节点。
   节点的定义：
   
   红黑树自平衡操作：

• 左旋 以某个结点作为支点(旋转结点)，其右子结点变为旋转结点的父结点，右子结点的左子结点变为旋转结点的右子结点，左子结点保持不变。
• 右旋 以某个结点作为支点(旋转结点)，其左子结点变为旋转结点的父结点，左子结点的右子结点变为旋转结点的左子结点，右子结点保持不变。
• 变色 结点的颜色由红变黑或由黑变红。
  左旋只影响旋转结点和其右子树的结构，把右子树的结点往左子树挪了。
  右旋只影响旋转结点和其左子树的结构，把左子树的结点往右子树挪了。
  所以旋转操作是局部的。另外可以看出旋转能保持红黑树平衡的一些端详了：当一边子树的结点少了，那么向另外一边子树“借”一些结点；当一边子树的结点多了，那么向另外一边子树“租”一些结点。

但要保持红黑树的性质，结点不能乱挪，还得靠变色了。怎么变？具体情景又不同变法，后面会具体讲到，现在只需要记住红黑树总是通过旋转和变色达到自平衡。

红黑树查找

因为红黑树是一颗二叉平衡树，并且查找不会破坏树的平衡，所以查找跟二叉平衡树的查找无异：

1. 从根结点开始查找，把根结点设置为当前结点
2. 若当前结点为空，返回null
3. 若当前结点不为空，用当前结点的key跟查找key作比较
4. 若当前结点key等于查找key，那么该key就是查找目标，返回当前结点
5. 若当前结点key大于查找key，把当前结点的左子结点设置为当前结点，重复步骤2
7. 若当前结点key小于查找key，把当前结点的右子结点设置为当前结点，重复步骤2



8. 
   

红黑树插入

包括两个过程：查找插入的位置，插入之后自平衡。

1. 从根节点开始查找
2. 如果根节点为空，那么插入节点作为根节点，结束
3. 如果根节点不为空，把根节点作为当前节点
4. 如果当前节点为null，返回当前节点的父节点，结束
5. 如果当前节点key值等于查找key，那么当前节点即插入节点，更新该节点的值，结束
6. 如果当前节点key值大于查找key，那么当前节点的左子节点设置为当前节点，重复步骤4
8. 如果当前节点key值小于查找key，那么当前节点的右子节点设置为当前节点，重复步骤4



9. 
   
10. 插入节点是红色，因为如果父节点不为空切为黑色时，红黑树的黑色平衡没有被破坏，不需要自平衡，如果插入节点为黑色，则平衡破坏，必须自平衡
11. 定义名称



12. 
    
13. 插入情景



14. 
    

情景一：红黑树为空树

红黑树为空树，直接把插入节点作为根节点就行，因为性质1，根节点是黑色，把插入节点变为黑色。

情景二：插入节点的key已存在

把插入节点设置为当前节点的颜色，并把当前节点的值进行更新。

情景三：插入节点的父节点为黑节点

插入节点为红色，不影响平衡，无需自平衡

情景四：插入节点的父节点为红节点

因为父节点为红色，不可能是根节点，所以必然有祖父节点。情况较多，分类讨论：

情景四-1：叔叔节点存在且为红色节点

祖父节点肯定为黑节点，要是红色，肯定两个子节点都是黑色。所以目前看到的从上往下是黑（祖父）红（父）红（插入节点），因为红色节点的两个子节点必须都是黑色，所以要改为红黑红。
即插入节点为红色，父节点变为黑色，祖父节点变为红色，把祖父节点设置为插入节点。如果祖父节点的父节点为黑色，无需做任何处理，如果是红色，则违背性质，需要把祖父节点当作插入节点，继续做自平衡。
如果祖节点正好是根节点，那么把组节点根据红黑红转为红色节点后，要再重新转为黑色节点，变成黑黑红，黑色层数+1

情景四-2：叔叔节点不存在或为黑色节点，且插入节点的父节点为祖父节点的左子节点

叔叔结点非红即为叶子结点(Nil)

情景四-2-1：插入结点是其父结点的左子结点

父节点设置为黑色，祖父节点设置为红色，祖父节点右旋

情景四-2-2：插入结点是其父结点的右子结点

对父节点进行左旋，父节点设置为插入节点，跟4.2.1一样了

情景四-3：叔叔结点不存在或为黑结点，并且插入结点的父亲结点是祖父结点的右子结点

叔叔结点非红即为叶子结点(Nil)

情景四-3-1：插入结点是其父结点的右子结点

父节点设置为黑色，祖父节点设置为红色，祖父节点左旋

情景四-3-2：插入结点是其父结点的左子结点

对父节点进行右旋，父节点设置为插入节点，跟4.3.1一样了

红黑树删除

有点复杂
过程一样，先找到删除的位置，然后自平衡
删除了结点后我们还需要找结点来替代删除结点的位置，不然子树跟父辈结点断开了，除非删除结点刚好没子结点，那么就不需要替代。
二叉树删除结点找替代结点有3种情情景：

• 情景1：若删除结点无子结点，直接删除
• 情景2：若删除结点只有一个子结点，用子结点替换删除结点
• 情景3：若删除结点有两个子结点，用后继结点（大于删除结点的最小结点）替换删除结点
• 情景3的后继结点是大于删除结点的最小结点，也是删除结点的右子树种最左结点。
  把二叉树所有结点投射在X轴上，所有结点都是从左到右排好序的，所有目标结点的前后结点就是对应前继和后继结点。



• 删除操作删除的结点可以看作删除替代结点，而替代结点最后总是在树末。



• 
  



• 
  
• 删除情景1：替换结点是红色结点
• 我们把替换结点换到了删除结点的位置时，由于替换结点时红色，删除也了不会影响红黑树的平衡，只要把替换结点的颜色设为删除的结点的颜色即可重新平衡。
• 删除情景2：替换结点是黑结点
• 当替换结点是黑色时，我们就不得不进行自平衡处理了。我们必须还得考虑替换结点是其父结点的左子结点还是右子结点，来做不同的旋转操作，使树重新平衡。
• 删除情景2.1：替换结点是其父结点的左子结点
• 删除情景2.1.1：替换结点的兄弟结点是红结点
• 若兄弟结点是红结点，那么根据性质4，兄弟结点的父结点和子结点肯定为黑色，不会有其他子情景，我们按图21处理，得到删除情景2.1.2.3（后续讲解，这里先记住，此时R仍然是替代结点，它的新的兄弟结点SL和兄弟结点的子结点都是黑色）。
• 处理：
• 将S设为黑色
• 将P设为红色
• 对P进行左旋，得到情景2.1.2.3
• 进行情景2.1.2.3的处理
  删除情景2.1.2：替换结点的兄弟结点是黑结点
  当兄弟结点为黑时，其父结点和子结点的具体颜色也无法确定（如果也不考虑自底向上的情况，子结点非红即为叶子结点Nil，Nil结点为黑结点），此时又得考虑多种子情景。

删除情景2.1.2.1：替换结点的兄弟结点的右子结点是红结点，左子结点任意颜色
即将删除的左子树的一个黑色结点，显然左子树的黑色结点少1了，然而右子树又又红色结点，那么我们直接向右子树“借”个红结点来补充黑结点就好啦，此时肯定需要用旋转处理了。
处理：

• 将S的颜色设为P的颜色
• 将P设为黑色
• 将SR设为黑色
• 对P进行左旋

删除情景2.1.2.2：替换结点的兄弟结点的右子结点为黑结点，左子结点为红结点
兄弟结点所在的子树有红结点，我们总是可以向兄弟子树借个红结点过来，显然该情景可以转换为情景2.1.2.1
处理：

• 将S设为红色
• 将SL设为黑色
• 对S进行右旋，得到情景2.1.2.1
• 进行情景2.1.2.1的处理
  删除情景2.1.2.3：替换结点的兄弟结点的子结点都为黑结点
  兄弟子树都没红结点“借”了，兄弟帮忙不了，找父母呗，这种情景我们把兄弟结点设为红色，再把父结点当作替代结点，自底向上处理，去找父结点的兄弟结点去“借”。但为什么需要把兄弟结点设为红色呢？显然是为了在P所在的子树中保证平衡（R即将删除，少了一个黑色结点，子树也需要少一个），后续的平衡工作交给父辈们考虑了，还是那句，当每棵子树都保持平衡时，最终整棵总是平衡的。
  处理：
• 将S设为红色
• 把P作为新的替换结点
• 重新进行删除结点情景处理
  删除情景2.2：替换结点是其父结点的右子结点
  右边的操作也是方向相反，不做过多说明了，相信理解了删除情景2.1后，肯定可以理解2.2。

删除情景2.2.1：替换结点的兄弟结点是红结点
处理：

• 将S设为黑色
• 将P设为红色
• 对P进行右旋，得到情景2.2.2.3
• 进行情景2.2.2.3的处理
  删除情景2.2.2：替换结点的兄弟结点是黑结点
  删除情景2.2.2.1：替换结点的兄弟结点的左子结点是红结点，右子结点任意颜色
  处理：
• 将S的颜色设为P的颜色
• 将P设为黑色
• 将SL设为黑色
• 对P进行右旋
  删除情景2.2.2.2：替换结点的兄弟结点的左子结点为黑结点，右子结点为红结点
  处理：
• 将S设为红色
• 将SR设为黑色
• 对S进行左旋，得到情景2.2.2.1
• 进行情景2.2.2.1的处理
  删除情景2.2.2.3：替换结点的兄弟结点的子结点都为黑结点
  处理：
• 将S设为红色
• 把P作为新的替换结点
• 重新进行删除结点情景处理
  综上，红黑树删除后自平衡的处理可以总结为：
• 自己能搞定的自消化（情景1）
• 自己不能搞定的叫兄弟帮忙（除了情景1、情景2.1.2.3和情景2.2.2.3）
• 兄弟都帮忙不了的，通过父母，找远方亲戚（情景2.1.2.3和情景2.2.2.3）

总结

这节主要讲了下hash和红黑树原理，对后面详细讲map有帮助。