本文介绍了一种利用HashMap优化在线考试系统中答案校验的方法。通过对用户提交的答案使用HashMap存储，可以显著提高答案匹配效率，减少服务器负载。
前言
我知道大家都很熟悉hashmap，并且有事没事都会new一个，但是hashmap的一些特性大家都是看了忘，忘了再记，今天这个例子可以帮助大家很好的记住。
场景
用户提交一张试卷答案到服务端，post报文可精简为
[{"question_id":"100001","answer":"A"},{"question_id":"100002","answer":"A"},{"question_id":"100003","answer":"A"},{"question_id":"100004","answer":"A"}]提交地址采用restful风格
http://localhost:8080/exam/{试卷id}/answer那么如何比对客户端传过来的题目就是这张试卷里的呢，假设用户伪造了试卷怎么办？
正常解决思路
- 得到试卷所有题目id的list
- 2层for循环比对题号和答案
- 判定分数
大概代码如下[他人代码]
//读取post题目
for (MexamTestpaperQuestion mexamTestpaperQuestion : mexamTestpaperQuestions) {
//通过考试试卷读取题目选项对象
MexamQuestionOption questionOption = mexamQuestionDao.findById(mexamTestpaperQuestion.getQuestionId());
map1.put("questionid", mexamTestpaperQuestion.getQuestionId());
map1.put("answer", mexamQuestionDao.findById(mexamTestpaperQuestion.getQuestionId()).getAnswer());
questionAnswerList.add(map1);
//将每题分add到一个List
}
//遍历试卷内所有题目
for (Map<String, Object> stringObjectMap : list) {
//生成每题结果对象
mexamAnswerInfo = new MexamAnswerInfo();
mexamAnswerInfo.setAnswerId(answerId);
mexamAnswerInfo.setId(id);
mexamAnswerInfo.setQuestionId(questionid);
mexamAnswerInfo.setResult(anwser);
for (Map<String, Object> objectMap : questionAnswerList) {
if (objectMap.get("questionid").equals(questionid)) {
//比较答案
if (anwser.equals(objectMap.get("answer"))) {
totalScore += questionOption.getScore();
mexamAnswerInfo.setIsfalse(true);
} else {
mexamAnswerInfo.setIsfalse(false);
}
}
}
mexamAnswerInfoDao.addEntity(mexamAnswerInfo);
}使用普通的2层for循环解决了这个问题，一层是数据库里的题目，一层是用户提交的题目，这时候bug就会暴露出来，假设用户伪造了1万道题目或更多，服务端运算量将增大很多。
利用hashmap来解决
首先，看看它的定义
基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。（除了不同步和允许使用 null 之外，HashMap 类与 Hashtable 大致相同。）此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。
主要看HashMap k-v均支持空值，我们何不将用户提交了答案add到一个HashMap里，其中题目id作为key，答案作为value，而且HashMap的key支持以字母开头。我们只需要for循环试卷所有题目，然后通过这个map.put(“题目id”)就能得到答案，然后比较答案即可，因为HashMap的key是基于hashcode的形式存储的，所以在程序中该方案效率很高。
思路：
- 将提交答案以questionid为key，answer为value加入一个hashmap
- for循环实体列表，直接比对答案
- 判分
代码如下：
//拿到用户提交的数据
Map<String, String> resultMap = new HashMap<>();
JSONArray questions = JSON.parseArray(params.get("questions").toString());
for (int size = questions.size(); size > 0; size--) {
JSONObject question = (JSONObject) questions.get(size - 1);
resultMap.put(question.getString("questionid"), question.getString("answer"));
}
//拿到试卷下的所有试题
List<MexamTestpaperQuestion> mexamTestpaperQuestions = mexamTestpaperQuestionDao.findBy(map);
int totalScore = 0;
for (MexamTestpaperQuestion mexamTestpaperQuestion : mexamTestpaperQuestions) {
MexamQuestionOption questionOption = mexamQuestionDao.findById(mexamTestpaperQuestion.getQuestionId());
MexamAnswerInfo mexamAnswerInfo = new MexamAnswerInfo();
mexamAnswerInfo.setAnswerId(answerId);
mexamAnswerInfo.setId(id);
mexamAnswerInfo.setQuestionId(questionOption.getId());
mexamAnswerInfo.setResult(resultMap.get(questionOption.getId()));
//拿到试卷的id作为resultMap的key去查，能查到就有这个题目，然后比对answer，进行存储
if (questionOption.getAnswer().equals(resultMap.get(questionOption.getId()))) {
mexamAnswerInfo.setIsfalse(true);
totalScore += questionOption.getScore();
} else {
mexamAnswerInfo.setIsfalse(false);
}
mexamAnswerInfoDao.addEntity(mexamAnswerInfo);
}分析HashMap
先看看文档
大概翻译为如下几点
1. 实现Map
那么put逻辑是怎么样的呢？
HashMap的key在put时，并不需要挨个使用equals比较，那样时间复杂度O(n)，也就说HashMap内有多少元素就需要循环多少次。
而HashMap是将key转为hashcode，关于hashcode的确可能存在多个string相同的hashcode，但是最终HashMap还会比较一次bucketIndex。bucketIndex是HashMap存储k-v的位置，时间复杂度只有O(1)。
图解
源码
/**
* Associates the specified value with the specified key in this map.
* If the map previously contained a mapping for the key, the old
* value is replaced.
*
* @param key key with which the specified value is to be associated
* @param value value to be associated with the specified key
* @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or
* <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>.
* (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map
* previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
*/
public V put(K key, V value) {
// 以key的哈希码作为key
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
/**
* Implements Map.put and related methods
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @param value the value to put
* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
* @param evict if false, the table is in creation mode.
* @return previous value, or null if none
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
// 处理key为null，HashMap允许key和value为null
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
//以树形结构存储
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//以链表形式存储
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
//如果是key已存在则修改旧值，并返回旧值
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
//如果key不存在，则执行插入操作，返回null。
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
} put方法分两种情况：bucket是以链表形式存储的还是以树形结构存储的。
如果是key已存在则修改旧值，并返回旧值。
如果key不存在，则执行插入操作，返回null。
put操作，当发生碰撞时，如果是使用链表处理冲突，则执行的尾插法。
put操作的大概流程：
- 通过hash值得到所在bucket的下标，如果为null，表示没有发生碰撞，则直接put
- 如果发生了碰撞，则解决发生碰撞的实现方式：链表还是树。
- 如果能够找到该key的结点，则执行更新操作。
- 如果没有找到该key的结点，则执行插入操作，需要对modCount++。
- 在执行插入操作之后，如果size超过了threshold，这要扩容执行resize()。
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掘金：
https://juejin.im/user/57cd55218ac247006459c40c
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