JAVA高级基础(12)---HashMap的数据结构及内部实现

本文深入探讨了Java 8 HashMap的工作原理,包括其优化后的数据结构——数组、链表和红黑树的组合。HashMap通过散列函数加速查找,而在冲突时,元素可能存储为链表或红黑树。文章还分析了HashMap的内部字段如哈希桶数组(Node[] table)以及其功能实现,特别是put方法的执行过程,并强调了初始化大小和负载因子对性能的影响。

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 HashMap

HashMap的工作原理

Java 8 的 HashMap 对之前做了较大的优化,其中最重要的一个优化就是桶中的元素不再唯一按照链表组合,也可以使用红黑树进行存储,总之,目标只有一个,那就是在安全和功能性完备的情况下让其速度更快,提升性能。

java8开始引入了红黑树,HashMap的数据结构(数组+链表+红黑树),桶中的结构可能是链表,也可能是红黑树,红黑树的引入是为了提高效率。基于HashTable来进行存储,就是为了加快查询速度。

散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据关键码值(Ket Value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度,这个映射函数叫散列函数,存放记录的数组叫散列表。

HashMap的数据结构

说明:上图很形象的展示了HashMap的数据结构(数组 + 链表+ 红黑树),桶中的结构可能是链表,也可能是红黑树,红黑树的引入是为了提高效率。

HashMap的内部实现 

搞清楚HashMap,首先需要知道HashMap是什么,即它的存储结构--字段;其次是弄明白它能干什么,即它的功能实现--方法。

存储结构-字段

从结构实现来讲,HashMap是 数组 + 链表+ 红黑树实现的,如下图所示:

(1)从源码可知,HashMap类中有一个非常重要的字段,就是Node[] table,即哈希桶数组,

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