HashMap源码分析

最新推荐文章于 2025-08-15 16:44:13 发布

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文章标签：数据结构与算法 python java

原文链接：https://my.oschina.net/grace233/blog/1920435

本文详细解析了HashMap的内部结构，包括其为何选择2的N次方作为容量，以及如何通过链表和红黑树优化查找性能。探讨了HashMap的扩容机制和负载因子的作用。

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HashMap

HashMap.Entry

查看Entry的属性和构造方法，可见Entry是一个链表结构。

HashMap

HashMap的容量始终是2的N次方

HashMap默认的容量和最大容量都是2的N次方。扩容的时候也是每次扩容2倍。

为什么是2的N次方：

这个跟HashMap的查找元素有关。HashMap结构是一个存储着链表的数组。HashMap使用key的hash值与数组长度取余数的方式计算key的index. 在数组长度为2的N次方的时候，取余运算可以转换为位运算，为了提高性能，HashMap中数组的容量都是2的N次方。

HashMap的内部结构

HashMap的内部结构是一个存储着链表的数组。

HashMap如何实现快速查找？

HashMap内部对key的Hash值和数组的长度取余运算(保证得到的index小于数组的长度)，得到key在数组中的索引值，从而快速定位key.

如果不同key取余数后得到的index相同怎么办？

查看put方法:

在put的时候，如果找到的index位置已经有元素了，就遍历这个位置的链表，直到找到这个当前这个key，并替换value. 如果找到不到这个key,就进入addEntry方法：

如果size>=threshold并且index这个位置有元素的话，就把数组扩容两倍。size就Entry的个数。threhold是数组长度*loadFactor(默认是0.75)。

接下来进入CreateEntry方法：

将当前的entry放到index的位置，然后next属性指向原先这个位置的entry.（如果没有就是null）.

总结：

HashMap内部元素存储方式如下:

1.在数组中每个位置放的是一个链表，每个位置可能有一个或者多个entry,新put进入的entry在链表的头部；
2.数组的元素为2的n次方的好处是:方便使用位运算对key的hash值取余；
3.loadFactor这个变量用来权衡HashMap的空间大小和查询性能。如果loadFactor值比较大，那么size要更大的时候才会扩容，这样节省了内存，但查询的时候更可能定位到index后还需要遍历链表，因为节省了内存，但降低了查询性能； 反之，加大了查询性能，但更消耗空间。