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自己动手撸一个HashMap

来源丨张丰哲

jianshu.com/p/b638f19aeb64

自己动手撸一个HashMap

 前   言  

HashMap是Java中常用的集合,而且HashMap的一些思想,对于我们平时解决业务上的一些问题,在思路上有帮助,基于此,本篇博客将分析HashMap底层设计思想,并手写一个迷你版的HashMap!

 对HashMap的思考  

HashMap底层数据结构可以用下图来表示:

自己动手撸一个HashMap

第一,如图所示,HashMap有3个要素:hash函数+数组+单链表

第二,对于hash函数而言,需要考虑些什么?

要快,对于给定的Key,要能够快速计算出在数组中的index。那么什么运算够快呢?显然是位运算!

要均匀分布,要较少碰撞。说白了,我们希望通过hash函数,让数据均匀分布在数组中,不希望大量数据发生碰撞,导致链表过长。那么怎么办到呢?也是利用位运算,通过对数据的二进制的位进行移动,让hash函数得到的数据散列开来,从而减低了碰撞的概率。

如果发生了碰撞怎么办?上面的图其实已经说明了JDK的HashMap是如何处理hash冲突的,就是通过单链表解决的。那么除了这个方法,还有其他思路么?比如说,如果发生冲突,那么记下这个冲突的位置为index,然后在加上固定步长,即index+step,找到这个位置,看一下是否仍然冲突,如果继续冲突,那么按照这个思路,继续加上固定步长。其实这就是所谓的线性探测来解决Hash冲突的方法!

 写一个迷你版的HashMap  

  • 定义接口

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定义一个接口,对外暴露快速存取的方法。

注意MyMap接口内部定义了一个内部接口Entry。

  • 接口实现

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HashMap的要素之一,就是数组,自然在这里,我们要定义数组,数组的初始化大小,还要考虑扩容的阀值。

  • 看MyHashMap的构造

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构造方法有什么好说的呢?

仔细观察下,你会发现,其实这里使用到了“门面模式”。这里的 2个构造方法其实指向的是同一个,但是对外却暴露了 2个“门面”!

  • Entry

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HashMap的要素之一,单链表的体现就在这里!

  • put如何实现

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第一,要考虑是否扩容?

HashMap中的Entry的数量(数组以及单链表中的所有Entry)是否达到阀值?

第二,如果扩容,意味着新生成一个Entry[],不仅如此还得重新散列。

第三,要根据Key计算出在Entry[]中的位置,定位后,如果Entry[]中的元素为null,那么可以放入其中,如果不为空,那么得遍历单链表,要么更新value,要么形成一个新的Entry“挤压”单链表!

  • hash函数

自己动手撸一个HashMap

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这里参考了JDK的HashMap的hash函数的实现,这里也再次说明了:要想散列均匀,就得进行二进制的位运算!

  • resize和rehash

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这里可以看出,对于HashMap而言,如果频繁进行resize/rehash操作,是会影响性能的。

resize/rehash的过程,就是数组变大,原来数组中的entry元素一个个的put到新数组的过程,需要注意的是一些状态变量的改变。

  • get实现

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get很简单,只需要注意在遍历单链表的过程中使用== or equals来判断下即可。

 测   试  

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运行结果:

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OK,一个迷你版的HashMap就写好了,代码还是得多练着写。

后   记

若有错误或者不当之处,可在本公众号内反馈,一起学习交流!

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原文  http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4ODI1MjA3NQ==&mid=2247484401&idx=2&sn=12d9c701c14a8363ca0cb872c5c9a912
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