- 对HashMap的思考
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通过写一个迷你版的HashMap来深刻理解
- 定义接口
- 接口实现
- 看MyHashMap的构造
- 条目
- 看put如何实现
- 哈希函数
- 调整大小和重新哈希
- 得到实现
- 测试测试
- 运行结果
HashMap是Java中常用的集合,而且HashMap的一些思想,对于我们平时解决业务上的一些问题,在思路上有帮助,基于此,本篇博客将分析HashMap进行设计思想,并手写一个迷你版的HashMap !
对HashMap的思考
HashMap实质数据结构
通过写一个迷你版的HashMap来深刻理解第一,所示所示,HashMap有3个要素:hash函数+列表+单链表
第二,关于hash函数而言,需要考虑些什么?
要快,对于给定的键,要能够快速计算出在分段中的索引。那么什么运算够快呢?据说是位运算!
说白了,我们希望通过hash函数,让数据均匀分布在数组中,不希望大量数据发生碰撞,导致链表过长。那么怎么办到呢?也是利用位运算,通过对数据的二进制的位进行移动,让hash函数得到数据散列开来,从而减低了碰撞的概率。
如果发生了碰撞怎么办?上面的图其实已经说明了JDK的HashMap是如何处理哈希冲突的,就是通过单链表解决的。那么除了这个方法,还有其他思路么?比如说,如果发生冲突,那么记下这个冲突的位置为索引,然后在加上固定步长,即index + step,找到这个位置,看一下是否仍然冲突,如果继续冲突,那么按照这个思路,继续加上固定步长。其实这就是所谓的线性探测来解决Hash冲突的方法!
定义接口
i接口
定义一个接口,对外暴露快速访问的方法。
注意MyMap接口内部定义了一个内部接口条目。
接口实现
MyHashMap定义
HashMap的要素之一,就是分布,自然在这里,我们要定义数组,细分的初始化大小,还要考虑扩容的阀值。
看MyHashMap的构造
构造方法
构造方法有什么好说的呢?
仔细观察下,你会发现,其实这里使用到了“门面模式”。这里的2个构造方法实际上指向的是同一个,但是对外却暴露了了2个“门面”!
条目
条目
HashMap的要素之一,单链表的体现就在这里!
看put如何实现
放
第一,要考虑是否扩容?
HashMap中的条目的数量(副本以及单链表中的所有条目)是否达到阀值?
第二,如果扩容,意味着新生成一个Entry [],不仅如此还得重新散列。
第三,要根据Key计算出在Entry []中的位置,定位后,如果Entry []中的元素为空,那么可以加入其中,如果不为空,那么得遍历单链表,只能更新值,要么形成一个新的条目“挤压”单链表!
哈希函数
MyHashMap提供的hash函数
JDK的HashMap提供的hash函数
我这里参考了JDK的HashMap的哈希函数的实现,这里也再次说明了:要想散列均匀,就得进行二进制的位运算!
调整大小和重新哈希
调整大小/重新哈希
这里可以抛光,对于HashMap而言,如果重复进行resize / rehash操作,是会影响性能的。
resize / rehash的过程,就是层叠变大,原来复制中的entry元素一个个的放到新数组的过程,需要注意的是一些状态变量的改变。
得到实现
得到
get很简单,只需要注意在遍历单链表的过程中使用==或等于来判断下即可。
测试测试
利用MyHashMap进行存取
运行结果
结果
OK,一个迷你版的HashMap就写好了,你学到了么?
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