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时间: 2023-08-24 21:12:27 浏览: 84

HashMap的实现原理

### HashMap的实现原理 #### 1. HashMap概述 HashMap 是 Java 集合框架中一个非常重要的类，它实现了 Map 接口，并提供了基于哈希表的存储方式。与其它 Map 实现不同的是，HashMap 允许使用 `null` 键和 `null` 值。这种灵活性使得 HashMap 成为许多应用程序中的首选数据结构之一。需要注意的是，由于 HashMap 不是线程安全的，因此在多线程环境中使用时需要额外考虑同步问题。 #### 2. HashMap的数据结构在深入探讨 HashMap 的内部实现之前，我们首先了解它的基本数据结构。HashMap 本质上是一个“链表散列”的数据结构，也就是说它是由数组和链表组合而成的。数组作为主存储结构，而每个数组元素中可以包含一个或多个键值对，这些键值对是以链表形式组织起来的。 ##### 数组 - **数组的长度**：HashMap 的数组长度必须始终是 2 的幂次方。这是因为数组的长度决定了能够存储的键值对的最大数量，同时也影响着散列函数的效率。 - **Entry 类**：数组中的每个元素都是 Entry 类型的对象。Entry 类表示了一个键值对，同时持有指向下一个 Entry 的引用，这样就可以形成一个单向链表。 #### 3. HashMap的存取实现在理解了 HashMap 的数据结构之后，我们来看看它是如何存储和检索数据的。 ##### 存储过程当向 HashMap 中添加一个新的键值对时，会经过以下步骤： 1. **计算 Hash 值**：根据键 `key` 的 `hashCode()` 方法得到一个整数值，然后通过 HashMap 自定义的 `hash()` 函数进一步计算出一个 hash 值。 2. **确定数组索引**：使用 `indexFor(hash, table.length)` 方法来计算出该键值对应该存储在数组中的具体位置。 3. **检查链表**：如果该位置已经有元素存在，则遍历该位置的链表，检查是否已有相同的键存在。 - 如果找到了相同的键，则更新对应的值。 - 如果没有找到相同的键，则在链表头部插入新的键值对。 4. **插入新元素**：如果该位置没有元素存在，则直接在该位置插入新的键值对。这段代码的核心逻辑在于通过散列函数和数组索引将键值对映射到数组的某个位置上。如果多个键值对散列到了同一个位置，则它们会被存储为一个链表。 ##### 源码分析下面是一段简化的 `put` 方法源码示例，用于展示存储过程的关键部分： ```java public V put(K key, V value) { if (key == null) return putForNullKey(value); // 处理 null 键的情况 int hash = hash(key.hashCode()); // 计算 hash 值 int i = indexFor(hash, table.length); // 计算数组索引 for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { // 遍历链表 Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; return oldValue; // 返回旧值 } } addEntry(hash, key, value, i); // 插入新元素 return null; } ``` ##### 检索过程当从 HashMap 中获取一个键对应的值时，同样遵循类似的步骤： 1. **计算 Hash 值**：根据键 `key` 的 `hashCode()` 方法得到一个整数值，然后通过 `hash()` 函数进一步计算出一个 hash 值。 2. **确定数组索引**：使用 `indexFor(hash, table.length)` 方法来计算出该键值对应该存储在数组中的具体位置。 3. **查找链表**：如果该位置有元素，则遍历该位置的链表，寻找匹配的键。通过这种方式，HashMap 能够快速地存储和检索数据，尤其是在散列表分布均匀的情况下，性能表现非常好。然而，随着冲突次数的增加，链表的增长会导致性能下降，这时可能需要调整 HashMap 的容量或者负载因子。 HashMap 作为一种高效的键值对存储结构，在 Java 应用程序中有着广泛的应用。其核心思想是利用哈希算法将键映射到数组中的特定位置，从而实现快速访问。

HashMap是Java中的一个集合类，它实现了Map接口，用于存储键值对。\[1\]在HashMap中，键是唯一的，而值可以重复。当我们使用HashMap时，我们可以使用键来获取对应的值。HashMap使用哈希算法来确定键值对的存储位置，这样可以提高查找的效率。在引用\[2\]中提到了一个关于HashMap的问题，可能是在mapper.xml文件中错误地将resultMap设置为"java.util.HashMap"。这样的设置会导致所有的resultMap都被映射为HashMap，可能会引发错误。因此，需要检查mapper.xml文件中是否存在这样的设置，并进行相应的修改。引用\[3\]中提到了重写equals方法，这是Java中的一个方法，用于比较两个对象是否相等。在HashMap中，equals方法被用来判断两个键是否相等。如果两个键的equals方法返回true，则它们被认为是相等的。综上所述，HashMap是Java中的一个集合类，用于存储键值对。在使用HashMap时，需要注意正确设置resultMap，并了解equals方法的作用。 #### 引用[.reference_title] - *1* *3* [java.util.HashMap的简单介绍](https://blog.csdn.net/weixin_33905037/article/details/114062930)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^control_2,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] - *2* [mybatis中Could not find result map java.util.HashMap异常](https://blog.csdn.net/chenmin_test/article/details/84891993)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^control_2,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] [ .reference_list ]

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