Java-数据结构-HashMap底层原理

发布网友发布时间：2024-09-30 18:04

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热心网友时间：2024-11-25 05:08

大家对Hash表可能有所耳闻，而Java集合框架中的HashMap则是大家普遍使用的。然而，你是否了解HashMap的底层原理？HashMap底层使用了什么数据结构？它是如何工作的？这些问题在面试中经常出现，但你是否能给出答案？本文将为你解答这些问题。

首先，我们需要了解HashMap存在的意义，以及它在常见的数据结构（如线性、树、图、Hash）中的优势。不同的数据结构在查找效率上存在较大差异。例如，一个长度为10的线性数据结构在最坏情况下需要10次查找，而一个二叉平衡树在最坏情况下需要logN次查找。相比之下，Hash表在理论情况下只需一次查找即可找到对应数据。

Hash表在存储数据时，会通过Hash算法计算出数据的Hash值，进而确定其在Hash表中的地址。当我们查找数据时，再次通过Hash算法计算出其Hash值，然后直接从Hash表对应位置获取数据。然而，Hash算法存在一个弊端：不同的数据可能得到相同的Hash值，即Hash冲突。那么，当发生Hash冲突时，我们该如何处理呢？

解决Hash冲突的方法有四种：开放定址法、再Hash法、链地址法和开设公共溢出区。下面简单介绍这四种方法。

开放定址法指在发生Hash冲突时，通过Hash计算得到新的地址，若仍冲突则继续计算，直到找到空地址。再Hash法与开放定址法类似，但每次计算使用不同的Hash算法。链地址法指在发生Hash冲突时，在计算出的地址上使用链表存储所有Hash值等于该地址的数据。公共溢出区指将Hash表分为基本表和溢出表，当发生Hash冲突时，将数据保存在溢出区。

Java中的HashMap底层正是Hash表，采用链地址法解决Hash冲突问题。也就是说，在HashMap中，并不会直接存储某个数据，而是以链表的形式存储所有Hash值等于该地址的数据。当链表长度大于等于8时，链表结构会转化为红黑树。接下来，我们将通过Java的HashMap源码逐句解析，分析其执行过程。

相信通过以上代码，大家已经明白了Java中HashMap的执行过程。当面试官问到这个问题时，就是你展现实力的时刻。