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HashMap

发布时间:2019-08-25 13:25 来源:未知 编辑:admin

  针对这个问题,嗯,当然是必须看过HashMap源码。至于原理,下面那张图很清楚了:

  HashMap采用Entry数组来存储key-value对,每一个键值对组成了一个Entry实体,Entry类实际上是一个单向的链表结构,它具有Next指针,可以连接下一个Entry实体。

  数组是用来确定桶的位置,利用元素的key的hash值对数组长度取模得到.

  链表是用来解决hash冲突问题,当出现hash值一样的情形,就在数组上的对应位置形成一条链表。

  ps:这里的hash值并不是指hashcode,而是将hashcode高低十六位异或过的。至于为什么要这么做,继续往下看。

  比较出名的有四种(1)开放定址法(2)链地址法(3)再哈希法(4)公共溢出区域法

  在HashMap中,定位桶的位置是利用元素的key的哈希值对数组长度取模得到。此时,我们已得到桶的位置。显然数组的查找效率比LinkedList大。

  (烟哥写到这里的时候,不禁觉得自己真有想法,自己把自己问死了,还好我灵机一动想出了答案)

  因为采用基本数组结构,扩容机制可以自己定义,HashMap中数组扩容刚好是2的次幂,在做取模运算的效率高。

  而ArrayList的扩容机制是1.5倍扩容,那ArrayList为什么是1.5倍扩容这就不在本文说明了。

  HashMap为了存取高效,要尽量较少碰撞,就是要尽量把数据分配均匀,每个链表长度大致相同,这个实现就在把数据存到哪个链表中的算法;这个算法实际就是取模,hash%length。

  所以,保证容积是2的n次方,是为了保证在做(length-1)的时候,每一位都能&1  ,也就是和1111……1111111进行与运算。

  我先晒一下,jdk1.8里的hash方法。1.7的比较复杂,咱就不看了。

  打个比方,当我们的length为16的时候,哈希码(字符串“abcabcabcabcabc”的key对应的哈希码)对(16-1)与操作,对于多个key生成的hashCode,只要哈希码的后4位为0,不论不论高位怎么变化,最终的结果均为0。

  如果碰撞导致链表过长(大于等于TREEIFY_THRESHOLD),就把链表转换成红黑树(JDK1.8中的改动);

  先说一下hash算法干嘛的,Hash函数是指把一个大范围映射到一个小范围。把大范围映射到一个小范围的目的往往是为了节省空间,使得数据容易保存。

  String类中的hashCode计算方法还是比较简单的,就是以31为权,每一位为字符的ASCII值进行运算,用自然溢出来等效取模。

  主要是因为31是一个奇质数,所以31*i=32*i-i=(i5)-i,这种位移与减法结合的计算相比一般的运算快很多。

  为什么在解决hash冲突的时候,不直接用红黑树?而选择先用链表,再转红黑树?

  扩容后,元素要么是在原位置,要么是在原位置再移动2次幂的位置,且链表顺序不变。

  最后一条是重点,因为最后一条的变动,hashmap在1.8中,不会在出现死循环问题。

  当元素小于8个当时候,此时做查询操作,链表结构已经能保证查询性能。当元素大于8个的时候,此时需要红黑树来加快查询速度,但是新增节点的效率变慢了。

  因此,如果一开始就用红黑树结构,元素太少,新增效率又比较慢,无疑这是浪费性能的。

  可以。但是二叉查找树在特殊情况下会变成一条线性结构(这就跟原来使用链表结构一样了,造成很深的问题),遍历查找会非常慢。

  jdk作者选择8,一定经过了严格的运算,觉得在长度为8的时候,与其保证链表结构的查找开销,不如转换为红黑树,改为维持其平衡开销。

  为6的时候退转为链表。中间有个差值7可以防止链表和树之间频繁的转换。假设一下,如果设计成链表个数超过8则链表转换成树结构,链表个数小于8则树结构转换成链表,如果一个HashMap不停的插入、删除元素,链表个数在8左右徘徊,就会频繁的发生树转链表、链表转树,效率会很低。

  如果让你实现一个自定义的class作为HashMap的key该如何实现?

  必须可以,key为null的时候,hash算法最后的值以0来计算,也就是放在数组的第一个位置。

  (1)因为字符串是不可变的,所以在它创建的时候hashcode就被缓存了,不需要重新计算。这就使得字符串很适合作为Map中的键,字符串的处理速度要快过其它的键对象。这就是HashMap中的键往往都使用字符串。

  (2)因为获取对象的时候要用到equals()和hashCode()方法,那么键对象正确的重写这两个方法是非常重要的,这些类已经很规范的覆写了hashCode()以及equals()方法。

  如果类可以被继承会破坏类的不可变性机制,只要继承类覆盖父类的方法并且继承类可以改变成员变量值,那么一旦子类以父类的形式出现时,不能保证当前类是否可变。

  通过这种方式保证成员变量不可改变。但只做到这一步还不够,因为如果是对象成员变量有可能再外部改变其值。所以第4点弥补这个不足。

  如果构造器传入的对象直接赋值给成员变量,还是可以通过对传入对象的修改进而导致改变内部变量的值。例如:

  这种方式不能保证不可变性,myArray和array指向同一块内存地址,用户可以在ImmutableDemo之外通过修改array对象的值来改变myArray内部的值。

  为了保证内部的值不被修改,可以采用深度copy来创建一个新内存保存传入的值。正确做法:

  (5)在getter方法中,不要直接返回对象本身,而是克隆对象,并返回对象的拷贝

  这种做法也是防止对象外泄,防止通过getter获得内部可变成员对象后对成员变量直接操作,导致成员变量发生改变。

  有一个需求,需要实现对字符串的计数,然后存入数据库,不过字符串的种类有点多,0到百万级,请问如何实现?如果用默认大小的hashmap的话,不断的重构效率太低了,有什么好的解决办法?论坛

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  转化为红黑树这个大佬讲的非常清晰,拜上地址:简单看一下HashMap的java....

http://duchtech.com/tongliansuanfa/495.html
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