HashMap 实现原理

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于 2025-01-14 17:37:50 发布 · 899 阅读

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#哈希算法 #散列表 #java

HashMap 实现原理

HashMap 是 Java 中实现哈希表的数据结构，它基于哈希表的散列机制实现。HashMap 提供了快速的插入、删除和查找操作，平均时间复杂度为 O(1)。以下是 HashMap 的实现原理：

1. 哈希表结构

HashMap 内部使用一个数组 table 来存储数据，数组的每个元素称为一个“桶”（bucket）。每个桶可以存储一个链表或红黑树，用于解决哈希冲突。
HashMap

2. 哈希函数

HashMap 使用哈希函数将键（key）映射到数组的一个索引位置。哈希函数的目的是将键均匀分布到数组中，减少冲突。HashMap 使用 key.hashCode() 计算哈希值，然后通过位运算将哈希值映射到数组的索引位置。

static final int hash(Object key) {
   
   
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

3. 冲突解决

当多个键映射到同一个索引位置时，会发生冲突。HashMap 使用链地址法解决冲突，即每个桶存储一个链表，链表中的每个节点是一个 Node 对象，包含键、值、哈希值和指向下一个节点的指针。

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
   
   
	final int hash; // 哈希值
    final K key; // 键
    V value; // 值
    Node<K,V> next; // 指向下一个节点的指针

    Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
   
   
        this.hash = hash;
        this.key = key;
        this.value = value;
        this.next = next