HashMap 实现原理与源码分析

学向勤中得，萤窗万卷书。这篇文章主要讲述HashMap 实现原理与源码分析相关的知识，希望能为你提供帮助。

逐步来认识HashMap
1、数组

public class Array

/**
* 删除插入慢 O(n)
* 找到下标的查找 O(1)
* java.util.ArrayList
* @param args
*/
public static void main(String[] args)
Integer[] integers = new Integer[10];
integers[0] = 0;
integers[1] = 1;
integers[2] = 2;
integers[3] = 3;
integers[4] = 4;

数组：采用一段连续的存储单元来存储数据。对于指定下标的查找，时间复杂度为O(1); 对于一般的插入删除操作，涉及到数组元素的移动，其平均复杂度为O(n)。
2、线性链表

public class Node

public Node next;
private Object data;

public Node(Object data)
this.data = https://www.songbingjia.com/android/data;

/**
* 新增、插入时间复杂度O(1)
* 查找时间复杂度O(n)
* java.util.LinkedList
* @param args
*/
public static void main(String[] args)
Node node = new Node(1);
node.next = new Node(2);
node.next.next = new Node(3);

【HashMap 实现原理与源码分析】

线性链表：对于链表的新增、删除等操作（在找到指定操作位置后），仅需要处理结点间的引用即可，时间复杂度为O(1)，而查找操作需要遍历链表逐一进行比对，复杂度为O(n)。
3、哈希hash
哈希算法（也叫散列），就是把任意长度值（key）通过散列算法变成固定长度的key地址，通过这个地址进行访问的数据结构。
它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。
这个映射的函数也叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。

4、理解HashMap 技术本质

public class App

public static void main(String[] args)
//Map< String,String> map = new HashMap();
App map = new App();
map.put("刘一","刘一");
map.put("陈二","陈二");
map.put("张三","张三");
map.put("李四","李四");
map.put("王五","张一");
map.put("悟空","悟空");

/**
* hash 算法山寨
* @param key
* @param value
*/
public void put(String key, String value)
// HashMap默认数组长度为16
System.out.printf("key:%s,hash值:%s,存储位置:%s\\r\\n",key,key.hashCode(),Math.abs(key.hashCode() % 6));

输出结果：

key:刘一,hash值:671464,存储位置:4
key:陈二,hash值:1212740,存储位置:5
key:张三,hash值:774889,存储位置:4
key:李四,hash值:842061,存储位置:6
key:王五,hash值:937065,存储位置:0
key:悟空,hash值:798139,存储位置:4

分析HashMap 技术本质：

5、手写实现
定义接口：

/**
* 定义一个接口
* @param < K>
* @param < V>
*/
public interface Map< K,V>

public V put(K k,V v);
public V get(K k);
public int size();
public interfaceEntry< K,V>
public K getKey();
public V getValue();

接口实现：

/**
* < p>
*实现HashMap
* < /p>
*
* @author: org_hejianhui@163.com
* @create: 2019-04-26 22:52
* @see HashMap
* @since JDK1.8
*/
public class HashMap< K, V> implements Map< K, V>

private Entry< K, V> [] tables = null;
private static int defaultLengh = 16;
private int size = 0;

public HashMap()
this.tables = new Entry[defaultLengh];

public V put(K k, V v)

// hash 出来的hash值
int index = hash(k);

// 数组的长度 index 值下标的位置
Entry entry = tables[index];
if (entry == null)
tables[index] = new Entry< > (k, v, null, index);
size++;
else
tables[index] = new Entry< > (k, v, entry, index);

// 通过位置找到我们的table对应的Entry
return tables[index].getValue();

public V get(K k)
if (size == 0)
return null;
// hash 出来的值
int index = hash(k);

Entry< K, V> entry = getEntry(k, index);
return entry == null ? null : entry.getValue();

public int size()
return size;

class Entry< K, V> implements Map.Entry< K, V>
private K k;
private V v;
private Entry next;
private int hash;

public Entry(K k, V v, Entry next, int hash)
this.k = k;
this.v = v;
this.next = next;
this.hash = hash;

public K getKey()
return k;

public V getValue()
return v;

private int hash(K k)
int index = k.hashCode() & (defaultLengh - 1);
return Math.abs(index);

private Entry< K, V> getEntry(K k, int index)
for (Entry e = tables[index]; e != null; e = e.next)
if (e.hash == index & & (e.getKey() == k || e.getKey().equals(k)))
return e;

return null;

测试验证：

public static void main(String[] args)
//Map< String,String> map = new HashMap();
//App map = new App();
com.nuih.map.Map map = new com.nuih.map.HashMap();
map.put("刘一","刘一");
map.put("陈二","陈二");
map.put("张三","张三");
map.put("李四","李四");
map.put("王五","张一");
map.put("悟空","悟空");
System.out.println(map.get("悟空"));