HashMap

最新推荐文章于 2025-07-24 15:25:03 发布
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文章标签： 数据结构 hashmap 链表 hash
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Lu_QQ/article/details/108037526
本文深入探讨HashMap的内部数据结构，包括数组、链表和红黑树的使用，解析为何初始化容量为2的指数幂及加载因子设定为0.75的原因。详细解释了这些设计如何提升查询效率，减少哈希碰撞。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

HashMap

1.HashMap中存放数据的数据结构

hashmap中有三种数据结构:数组,链表,和红黑树

我们想hashmap中put添加元素时,会根据hash值和hashmap的容量计算出一个索引下标,往这个下标进行元素的存放,但是由于hash值是随机给的会产生hasp冲突问题,造成hash碰撞,索引就会在某个索引下面形成链表,用于存放元素,但是链表的查询效率特别低,时间复杂度可能是O(n),所以当链表长度达到8时引入了类似于平衡二叉树的红黑树用来存放元素时间复杂度O(log10),通过一系列的左旋,右旋是红黑树达到平衡

2.HashMap的初始化容量是2的指数幂

static int indexFor(int h, int length) {
    return h & (length-1);
}
将map的原始容量-1<・)))>与hash值进行与运算,只有当容量为2的指数幂时得到的index才不会出现越界的问题.
1.我们如何通过一个哈希值计算出在一个数组中存放元素的位置,通过hash % length 的形式这样是不可能越界的,但是取模运算效率特别低,我们就通过(length - 1)&hash的形式,当只有length为2的指数幂是这两个表达式才相等
2.为什么不用奇数,如果初始容量是奇数,我们length-1以后能后得到一个偶数,偶数转二进制时最后一位是0,这样我们就缺少了0001,....末位位1的地址,造成浪费.
3.只有2的指数幂在length-1以后能保证二进制后面是连续的1111,这样计算得出的位置完全取决于hash,与length-1无关,还能提高效率

3.为什么加载因子为0.75

当加载因子为1时,能更最大限度的使用数组,这样会导致查询的效率特别低,造成大量的哈希碰撞
当加载因子小于0.75时,为0.5时能够增加查询效率,但是会占用大量的空间
所以我们采用中间值0.75,遵从泊松分布,根据泊松分布当链表长度达到8时,发生哈希碰撞的几率的别低所以当链表长度为8时就会将链表变成红黑树.
小太阳T'u'T
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