分分钟探索HashMap的原理

Hello大家好，我是兔君哦，好久没和大家见面了，我就在可视化系列中乱入一下吧！今天给大家带来的是HashMap的原理，希望对大家有帮助～

（1）HashMap底层数据结构

HashMap底层是采用Entry数组来存储key-value对，每一个键值对组成了一个Entry实体，Entry类实际上就是一个单向的链表结构，它具有Next指针，可以连接下一个Entry实体，以此来解决Hash冲突的问题。（java8之后这个数据结构稍有一些变化，当链表的长度小于8时，还是采用原来的数据结构即数组加链表，但是当链表的长度大于等于8时，则转化为数组加红黑树以此来提高访问效率）。

数组存储区间是连续的，占用内存严重，故空间复杂的很大。但数组的二分查找时间复杂度小，为O(1)；数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难；

链表存储区间离散，占用内存比较宽松，故空间复杂度很小，但时间复杂度很大，达O（N）。链表的特点是：寻址困难，插入和删除容易。

（2）put操作

根据传进来的key计算出索引值，具体的公式如下所示：

index = Hash（key）；

这个索引值index就是数组存放的位置。但是随着数据量的增多，有可能发生不同key值计算出相同的index的现象（即所谓的碰撞现象）。这时我们就可以用链表来解决这个问题，当发生碰撞现象时，我们可以将新的Entry放到数组中并作为链表的表头，之前的Entry（或者Entry链）插在新的Entry之后（也叫做头插法），这样就解决了碰撞的问题。

（3）get操作

根据传进来的key计算出索引值，具体的公式如下所示：

index = Hash（key）；

根据索引值找到对应数组的位置，由于存在碰撞现象，会匹配到多个Entry，这时我们就顺着链表从头节点一个一个往下找，直到匹配到的key值。

ps：HashMap的发明者认为，后插入的Entry被查找的可能性更大。

（4）计算index规则

首先明确一点HashMap默认初始化长度是，并且自动每次扩容或者手动初始化的长度必须为2的幂。为什么要是16或者是2的幂？因为Hash的计算具体操作是HashCode（Key） & （Length -1），我们发现如果长度是16或者是2的幂那么变成二进制就全是1，这样和HashCode取与运算的结果就取决于HashCode的后几位值，所以只要HashCode本身分布均匀，Hash算法的结果就是均匀的。

好啦，今天的内容就到这里啦，喜欢兔君的文章就请关注+好看吧～