HashMap底层存储原理解析及示例代码

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本文详细解析了HashMap的底层实现原理,包括基于哈希表的数据结构、哈希冲突解决(链表与红黑树)、扩容机制,并提供示例代码展示其使用方法。理解这些原理有助于Java开发者提升代码效率。

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HashMap是Java中常用的数据结构之一,它提供了高效的键值对存储和检索功能。理解HashMap的底层存储原理对于Java开发者来说是非常重要的。本文将详细解析HashMap的底层实现原理,并提供相应的示例代码。

  1. HashMap简介
    HashMap是基于哈希表实现的,它继承自AbstractMap类,并实现了Map接口。HashMap通过哈希函数将键映射到存储桶(bucket)中,每个桶中存储一个链表或红黑树结构的键值对。当哈希冲突发生时,即不同的键映射到了同一个桶中,HashMap通过链表或红黑树解决冲突。

  2. HashMap的底层数据结构
    HashMap的底层数据结构主要由数组和链表或红黑树组成。数组是HashMap的主体,每个数组元素称为一个桶,初始时,数组中的每个桶都为空。当添加键值对到HashMap中时,会根据键的哈希值计算出桶的位置,如果该桶为空,则直接将键值对放入该桶中。如果该桶不为空,表示发生了哈希冲突,则通过比较键的哈希值和equals方法来判断是否为相同的键,如果是相同的键,则更新该键对应的值;如果不是相同的键,则将键值对添加到该桶的链表或红黑树中。

  3. HashMap的哈希冲突解决
    当不同的键映射到同一个桶中时,HashMap使用链表或红黑树来解决哈希冲突。在JDK 8之前,HashMap使用的是链

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