从零开始实现一个HashMap

塘朗大镖客

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分类专栏：技术文章标签：链表 java 散列表

于 2022-01-10 03:27:24 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_38876845/article/details/122402853

本文将逐步介绍HashMap的实现过程，从仅使用数组存储开始，到引入链表处理哈希冲突，最后讨论数组的扩容策略，以确保高效的数据存储和检索。通过优化哈希值计算和数组下标索引，解决哈希冲突并实现动态扩容，全面理解HashMap的工作原理。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

将会从简单到复杂，一步步地实现跟源码一样的HashMap

一：仅使用数组存储

/** 
 * 一：数组
 * 二：数组 + 链表
 * 三：数组 + 链表 + resize
 * 四：数组 + 链表 + 二叉搜索树
 * 五：数组 + 链表 + 红黑树
 */
public class HashMap_my<K,V> {
   
   
    /**
     *  官方源码数组长度默认为16，此处为4，总之为2的N次方就好
     */
    Node<K,V>[] elementDate = new Node[4];

    class Node<K,V> {
   
   
        int hash;
        K key;
        V value;

        public Node(int hash, K key, V value) {
   
   
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }

    public void put(K key,V value) {
   
   
        int hash = key.hashCode();
        /**
         * 因为还没使用链表，此处Node还没next属性
         */
        final Node<K, V> newNode = new Node<>(hash, key, value);
        /** 
         * 有两种计算索引的方式：
 		 * 1、int index = hash & (elementDate.length - 1)
 		 * 2、int index = hash % elementDate.length
 		 * 当length为2的N次方时，1跟2计算结果是一样的，此处可自行查阅验证
 		 */
        int index = hash % elementDate.length;
        elementDate[index] = newNode;
    }

    public V get(K key) {
   
   
        int hash = key.hashCode();
        int index = hash % elementDate.length;
        return elementDate[index].value;
    }

    public static void main(String[] args) {
   
   
        final HashMap_my<Object, Object> hashMap = new HashMap_my<>();
        hashMap.put("k1","v1");
        hashMap.put("k2","v2");
        System.out.println(hashMap.get("k1")); // v1
        System.out.println(hashMap.get("k2")); // v2
    }
}

下面我要对上面代码进行两个优化：
优化1：求hash值
优化2：计算数组下标索引

public class HashMap_my<K,V> {
   
   
    
    Node<K,V>[] elementDate = new Node[4];

    class Node<K,V> {
   
   
        int hash;
        K key;
        V value;

        public Node(int hash, K key, V value) {
   
   
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }

    public void put(K key,V value) {
   
   
    	/**
    	 * 一个int有4字节32位，
    	 * 此处是将hashCode的高16位跟低16位进行异或组成新的低16位，高16位不变
    	 */
        int hash = key.hashCode() ^ (key.hashCode() >>> 16);
        final Node<K, V> newNode = new Node<>(hash, key, value);
        /**
         * hash & (elementDate.length - 1) 与 hash % elementDate.length
 		 * 当length为2的N次方时，1跟2计算结果是一样的
         */
        int index = hash & (elementDate.length -