哈希表(hash table)也叫散列表,是一种非常重要的数据结构。许多缓存技术(比如memcached)的核心其实就是在内存中维护一张大的哈希表,本文会对Java集合框架中的对应实现HashMap的实现原理进行讲解,然后会对JDK8的HashMap源码进行分析。
先了解下基本数据结构。
我们知道,数据结构的物理存储结构只有两种:顺序存储结构和链式存储结构(像栈,队列,树,图等是从逻辑结构去抽象的,映射到内存中,也这两种物理组织形式),而在上面我们提到过,在数组中根据下标查找某个元素,一次定位就可以达到,哈希表利用了这种特性,哈希表的主干就是数组。存储位置 = f(关键字),f函数就是哈希函数,关键字就是key,这个函数的设计好坏会直接影响到哈希表的优劣。
5.哈希冲突 : 然而万事无完美,如果两个不同的元素,通过哈希函数得出的实际存储地址相同怎么办?也就是说,当我们对某个元素进行哈希运算,得到一个存储地址,然后要进行插入的时候,发现已经被其他元素占用了,其实这就是所谓的哈希冲突,也叫哈希碰撞。哈希冲突的解决方案有多种:开放定址法(发生冲突,继续寻找下一块未被占用的存储地址),再散列函数法,链地址法,而HashMap即是采用了链地址法,也就是数组+链表的方式。
HashMap的主干是一个Node数组。Node是HashMap的基本组成单元,每一个Node包含一个key-value键值对。
Node是HashMap中的一个静态内部类。代码如下:
几个重要属性:
HashMap构造函数:有4个构造器,其他构造器如果用户没有传入initialCapacity 和loadFactor这两个参数,会使用默认值initialCapacity默认为16,loadFactory默认为0.75
在常规构造器HashMap()中,没有为数组table分配内存空间,而是在执行put操作的时候才真正构建table数组。以下是put方法:
下面主要关注是三个函数: