手写hash表

最新推荐文章于 2025-02-14 19:13:30 发布

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原文链接：https://yq.aliyun.com/articles/669642

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#数据结构与算法 #c/c++ #java

本文深入探讨了HashMap的工作原理，通过手写实现的方式解释了其内部结构及如何处理哈希冲突，包括链地址法的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

以前一直用hash表，但是并不清楚它的原理。所以，我决定手写一个hash表，彻底搞清它的工作方式。这里有一个误区是：通常我们会认为对象数组是存储对象本身，也就是对象数组是开辟一个空间，然后将对象放进去。这不仅从jvm的角度来解释（java对象创建在堆上），而且自己认真想想就不是这样。对象数组其实保存的是对象的引用而已。为什么要说这么简单的事，因为当初确实理解这个hashmap的时候搞糊涂了。有一段代码可以证明保存的是引用：

/**
 *最后输出的是“改变”，说明存储的是内存地址（不然没有修改数组中的对象数组中对象为什么会发生改变）
 */
public class TestArray {
    public static void main(String[] args) {
        Item[] items = new Item[3];
        Item item = new Item();
        item.setName("123");
        items[0] = item;
        item.setName("改变");
        System.out.println(items[0].getName());
    }
}

class Item {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Item{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

说到hash表，其实他是通过一个函数输入key算value的地址在哪。业界采用的比较多的方式是链地址法。

链地址法.png

这里只是说了个大概的结构，如果想要看详细的过程，可以看这里
这个方法的好处是，结合了数组和链表的优势，抵消hash冲突带来的劣势。每个链表节点都有key,value,next节点。工作流程：先通过key算地址得到f(key)，找到链表的头，然后将key的值与每个节点key的值比较，如果key相同，将value值返回。
代码如下：

class entry<k, v>{
    int capacity;
    node[] no;

    public entry(int n){
        capacity = n;
        no = new node[n];
    }

    //链表类
    class node<k, v>{
        k key;
        v value;
        node<k, v> next;

        public node(){}

        node(k key, v value, node<k, v> next){
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }
    }

    public int hashcode(k key){
        return (key.hashCode() & 0x7ffffff) % capacity;
    }

    public void put(k key, v value){
        int h = hashcode(key);
        for(node<k, v> n = no[h]; n != null; n = n.next){
            if(key.equals(n.key)){
                n.value = value;
                return;
            }
        }

        node<k, v> old = no[h];//插入的时候应该是这么插，将新节点的地址放到数组中，然后让新节点指向原来第一个节点
        no[h] = new node(key, value, old);
    }

    public v get(k key){
        int h = hashcode(key);
        if(no[h] == null){
            return null;
        }

        for(node<k, v> n = no[h]; n != null; n = n.next){
            if(key.equals(n.key))
                return n.value;
        }
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        entry<Integer, Integer> map = new entry<Integer, Integer>(100);

        map.put(1, 90);
        map.put(2, 95);

        System.out.println(map.get(1));
        System.out.println(map.get(2));
    }

}