HashMap的数据结构讲解.doc

1. HashMap的数据结构  HYPERLINK /base/datastructure \o 算法与数据结构知识库 \t C:/Users/Rain/AppData/Roaming/Tencent/WeChat/WeChat%20Files/raining-19/Attachment/_blank 数据结构中有数组和链表来实现对数据的存储，但这两者基本上是两个极端。 ????? 数组 数组存储区间是连续的，占用内存严重，故空间复杂的很大。但数组的二分查找时间复杂度小，为O(1)；数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难； 链表 链表存储区间离散，占用内存比较宽松，故空间复杂度很小，但时间复杂度很大，达O（N）。链表的特点是：寻址困难，插入和删除容易。 哈希表 那么我们能不能综合两者的特性，做出一种寻址容易，插入删除也容易的数据结构？答案是肯定的，这就是我们要提起的哈希表。哈希表（(Hash table）既满足了数据的查找方便，同时不占用太多的内容空间，使用也十分方便。 　　哈希表有多种不同的实现方法，我接下来解释的是最常用的一种方法——?拉链法，我们可以理解为“链表的数组”?，如图： 　　从上图我们可以发现哈希表是由数组+链表组成的，一个长度为16的数组中，每个元素存储的是一个链表的头结点。那么这些元素是按照什么样的规则存储到数组中呢。一般情况是通过hash(key)%len获得，也就是元素的key的哈希值对数组长度取模得到。比如上述哈希表中，12%16=12,28%16=12,108%16=12,140%16=12。所以12、28、108以及140都存储在数组下标为12的位置。 　　HashMap其实也是一个线性的数组实现的,所以可以理解为其存储数据的容器就是一个线性数组。这可能让我们很不解，一个线性的数组怎么实现按键值对来存取数据呢？这里HashMap有做一些处理。 　　首先HashMap里面实现一个静态内部类Entry，其重要的属性有?key , value, next，从属性key,value我们就能很明显的看出来Entry就是HashMap键值对实现的一个基础bean，我们上面说到HashMap的基础就是一个线性数组，这个数组就是Entry[]，Map里面的内容都保存在Entry[]里面。 ????/** ?????*?The?table,?resized?as?necessary.?Length?MUST?Always?be?a?power?of?two. ?????*/ ????transient?Entry[]?table; 2. HashMap的存取实现 ? ? ?既然是线性数组，为??么能随机存取？这里HashMap用了一个小 HYPERLINK /base/datastructure \o 算法与数据结构知识库 \t C:/Users/Rain/AppData/Roaming/Tencent/WeChat/WeChat%20Files/raining-19/Attachment/_blank 算法，大致是这样实现： // 存储时:int?hash?=?key.hashCode();?// 这个hashCode方法这里不详述,只要理解每个key的hash是一个固定的int值int?index?=?hash?%?Entry[].length;Entry[index]?=?value;// 取值时:int?hash?=?key.hashCode();int?index?=?hash?%?Entry[].length;return?Entry[index]; ? 1）put ? 疑问：如果两个key通过hash%Entry[].length得到的index相同，会不会有覆盖的危险？ 　　这里HashMap里面用到链式数据结构的一个概念。上面我们提到过Entry类里面有一个next属性，作用是指向下一个Entry。打个比方， 第一个键值对A进来，通过计算其key的hash得到的index=0，记做:Entry[0] = A。一会后又进来一个键值对B，通过计算其index也等于0，现在怎么办？HashMap会这样做:B.next = A,Entry[0] = B,如果又进来C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；这样我们发现index=0的地方其实存取了A,B,C三个键值对,他们通过next这个属性链接在一起。所以疑问不用担心。也就是说数组中存储的是最后插入的元素。到这里为止，HashMap的大致实现，我们应该已经清楚了。 ?public?V?put(K?key,?V?value)?{ ????????if?(key?==?null) ???????