关于HashMap put元素的原理

最新推荐文章于 2025-07-10 08:57:53 发布
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文章标签： 面试 数据结构与算法
原文链接：http://www.cnblogs.com/beheaven/p/10729358.html
本文深入解析HashMap集合如何通过计算key的hashCode，运用哈希算法确定数组下标，以及如何处理数组元素冲突，采用链表进行元素存储和更新，揭示HashMap在查询和插入操作上高效性的秘密。

HashMap集合put元素的原理：
（1）计算key的hashCode
（2）将key的hashCode作为计算因子，通过哈希算法计算HashMap的数组下标index
（3）如果index下标的数组元素为空，直接put(新增元素)
（4）如果index下标的数组元素不为空，调用key的equal方法，判断index位置的链表是否存在
（5）如果找到链表中某个元素与key的equals方法相等，则使用value更新
（6）如果未找到链表中某个元素与key的equals方法相等，则新增
一般面试的时候，经常会问到HashMap的原理。起初一直不理解，搞清楚HashMap的原理很重要吗？我就知道HashMap是线程不安全的。后来仔细看了下HashMap的底层实现原理，
原来HashMap既具有数组的快速查询，又兼具链表的快速插入特性。虽然不是线程安全的，但通过线程安全处理之后，无论是查询还是添加元素都很高效，用途广泛，因此掌握HashMap的底层原理的重要性不言而喻了。

转载于:https://www.cnblogs.com/beheaven/p/10729358.html

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HashMap put原理详解（基于jdk1.8）
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前言 本文是个人对Hashmap的一些个人见解，主要通过使用hashmap的一些代码来阐述其底层实现原理，在面试中也会经常会用到，如有不对的地方望大家指正。 （1）先描述一下hashmap的一个底层数据结构： Hashmap底层是由数组和链表结合实现的。如下图： hashMap数据结构其中Node实体类为： static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash; .
HashMap的put流程原理详细讲解
小电玩
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hashMap的put原理
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HashMap的put过程详解 HashMap结构 HashMap是一个数组+链表构成的哈希表结构，支持多种数据结构，key和value都可以为null，但是key只能有一个为null；key和value都不可以存放基本数据类型，可以存放他们的封装类；key可以是任意对象，需要重写hashcode方法。 hashmap的put过程： 1.计算key的hashcode值（hashcode是ob...
HashMap的get和put方法
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07-10 326
一、HashMap的基本结构在JDK8中，HashMap的底层数据结构是数组+链表+红黑树，当链表长度超过8且数组长度大于64时，链表会转换为红黑树，以提高查找效率。二、put方法源码分析对key的shashCode()进行扰动处理，减少哈希冲突，将高16位与低16为异或，增加散列性。put流程可以总结为：计算key的hash值-->如果table为空，初始化-->根据hash找到桶位置-->如果桶为空，直接插入-->如果桶不为空：（key已存在覆盖value;如果是树节点插入树中；
HashMap之put原理分析。
尹盼的博客
07-08 1004
JDK1.7 VS JDK1.8 比较 JDK1.8主要解决或优化了一下问题： resize 扩容优化 引入了红黑树，目的是避免单条链表过长而影响查询效率。 解决了多线程死循环问题，但仍是非线程安全的，多线程时可能会造成数据丢失问题。 首先看一下源码： 底层是调用一个putVal的方法： public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); } 再看一下
HashMap的put原理
mazadazhangjia的博客
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weixin_65195664的博客
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【代码】Hashmap put()方法的原理。
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1. HashMap概述： 　　HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现（Hashtable跟HashMap很像，唯一的区别是Hashtalbe中的方法是线程安全的，也就是同步的）。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。 2. HashMap的数据结构： 　　在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一...
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HashMap 数据结构为，其中：链表的节点存储的是一个 Entry 对象，每个Entry 对象存储四个属性HashMap实现采用Entry数组来存储key-value对(数组默认大小为0)，每一个键值对组成了一个Entry实体，Entry类实际上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JDK1.8 版本的HashMap，底层数据使用数组 + 链表/实现。满足链表长度超过8且数组长度大于64，才会将链表替换成红黑树才会树化。
HashMap put方法的源码分析
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1.HashMap重要成员 部分成员变量如下： //初始值，为16，必须为2的次幂 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 &lt;&lt; 4; //当容量被占满0.75时就需要reSize扩容 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; //链表长度到8，就转为红黑树 stat...
HashMap的put方法原理
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本篇内容基于JDK 1.8 一、HashMap的put方法流程如下图 二、具体的源码分析 /** * Associates the specified value with the specified key in this map. * If the map previously contained a mapping for the key, the old * value ...
HashMap进行put原理
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基于JDK1.8 put流程图 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 associa
HashMap中的put方法工作原理
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HashMap中的put方法工作原理 HashMap是我们工作中常用的集合,这次就先看看put方法，后面会更新其他方法 几个常用的默认值 //数组初始化容量 static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 //数组最大容量 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; //默认加载因子 static final float DEFAULT_LOAD_FA
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大型互联网公司跳槽必备之HashMap原理解析
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初级面试题 JDK8中的HashMap有哪些改动? JDK8中为什么要使用红黑树? 为什么重写对象的Equals方法时，要重写HashCode方法，跟HashMap有关系吗?为什么? HashMap是线程安全的吗?遇到过ConcurrentModificationException异常吗?为什么会出现?如何解 决? 在使用HashMap的过程中我们应该注意些什么问题? 高级面试题 笔试中要求你手写HashMap? 你知道HashMap的工作原理吗? HashMap中 能PUT两个相同的Key吗?为什么
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今天自学了HashMap的put的源码实现 ，来记录下，第一次理解HashMap，可能写的乱，如有不对，大家评论一起讨论 1、源码中的重要常量 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16 /** * The default initial capacity - MUST be a power of two. * 默认初始容量-必须是2的次幂。 */ static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; /
hashmap put（）原理
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public V put(K key, V value) { //hash(key)：根据hash算法算出key的哈希值 return putVal(hash(key), key, value, false, true); } static final int hash(Object key) { int h; // h >>> 16:无符号右移16位 ^ ：异或 //异或：相同取0，不同取1 //(h = key.hashCode()) ..
深入源码分析HashMap到底是怎样将元素put进去的
浪丶荡
09-09 1477
说明 此次深入源码解剖是为了搞明白几个问题 1、HashMap是如何初始化的 2、HashMap的扩容机制是怎样的 3、元素是put进HashMap的，具体位置在哪（重难点） 4、扩容后，元素是如何重新分布的（重难点） 注：为了方便读者复盘，我截取源码时会将源码行号也带上。 jdk版本：1.8 在深入源码之前，应该先有个大致的了解，在JDK8里面，HashMap的底层数据结构已经变为数组+链表+红黑树的结构 HashMap结构示意图 数组就是源码中的table 链表就是内部类Node 红黑树就是内部类
hashmap put元素流程
最新发布
08-21
<think>我们正在讨论HashMap的put方法实现原理。根据用户要求，我们需要详细讲解put元素的具体流程，包括哈希计算、冲突处理、链表转红黑树等关键步骤。同时，参考引用[1]中提到的处理哈希冲突的部分，但要以用户当前问题（put流程）为核心展开。 注意：用户的问题是关于HashMap的put方法，因此我们需要完整描述从开始放入元素到最终存储的整个流程，包括初始化、哈希计算、索引定位、处理冲突、扩容等。 另外，根据系统指令，我们需要： 1. 使用$...$表示行内公式，例如计算索引位置时：$index = (n - 1) \& hash$ 2. 独立公式使用$$...$$，例如描述扩容阈值：$$threshold = capacity * loadFactor$$ 3. 使用中文回答 4. 生成相关问题 5. 在回答中引用的地方添加引用标识（如引用[1]中关于冲突处理的部分） 下面开始组织回答：</think>### HashMap put方法实现原理及元素存储流程 HashMap的put操作是核心方法，其实现流程如下（以Java 8源码为基础）： --- #### 一、核心数据结构 ```java transient Node<K,V>[] table; // 哈希桶数组 static class Node<K,V> { final int hash; // 哈希值 final K key; V value; Node<K,V> next; // 链表指针 } ``` --- #### 二、put操作全流程 **1. 哈希值计算** ```java public V put(K key, V value) { return putVal(hash(key), key, value, false, true); } ``` - 通过`hash(key)`计算扰动哈希值： `(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)` 高位参与运算，减少哈希冲突[^1] **2. 初始化哈希表** ```java final V putVal(int hash, K key, V value, ...){ Node<K,V>[] tab; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; // 首次扩容至16 } ``` - 初始容量16，负载因子0.75（默认） **3. 计算桶位置** ```java int index = (n - 1) & hash; // n为桶数组长度 ``` 通过位运算 $index = (n-1) \& hash$ 实现高效取模[^1] **4. 处理哈希冲突** ```java Node<K,V> p = tab[index]; if (p == null) { tab[index] = newNode(hash, key, value, null); // 直接插入 } else { // 处理已存在节点... } ``` --- #### 三、哈希冲突处理机制 当桶位置已有节点时： 1. **键值相同** ```java if (p.hash == hash && ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) e = p; // 标记为待更新节点 ``` 2. **红黑树节点** ```java else if (p instanceof TreeNode) e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); ``` 3. **链表遍历** ```java else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { p.next = newNode(hash, key, value, null); // 尾插法 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // 链表长度≥8 treeifyBin(tab, hash); // 转红黑树 break; } // 检查链表节点key是否相同 ... } } ``` --- #### 四、扩容机制（resize） 当元素数量超过阈值 $threshold = capacity \times loadFactor$ 时触发： ```java final Node<K,V>[] resize() { int newCap = oldCap << 1; // 容量翻倍 threshold = (int)(newCap * loadFactor); // 新阈值 // 重新计算节点位置：index = (newCap-1) & hash } ``` - **节点迁移策略**： 利用 $hash \& oldCap$ 判断高位比特： - 结果为0 → 保持原索引 - 结果为1 → 新位置 = 原索引 + oldCap $$\text{新索引} = \begin{cases} i & \text{if } (hash \& oldCap) = 0 \\ i + oldCap & \text{if } (hash \& oldCap) \neq 0 \end{cases}$$ --- #### 五、关键特性对比 | 操作 | Java 7 | Java 8 | |---------------|-------------------------|-------------------------| | **冲突处理** | 头插法（易死锁） | 尾插法 | | **数据结构** | 数组+链表 | 数组+链表/红黑树 | | **树化阈值** | - | 链表长度≥8 | | **退化阈值** | - | 树节点≤6时退化为链表 | --- ###
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