Hashpmap的原理,HashMap怎样保证key的唯一性

1.    HashMap概述

   HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。

 

2.    HashMap的数据结构

   java编程语言中,最基本的结构就是两种,一个是数组,另外一个是模拟指针(引用),所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,HashMap也不例外。HashMap实际上是一个链表散列的数据结构,即数组和链表的结合体。

3.            HashMap的存取 
    HashMap的功能是通过“键(key)”能够快速的找到“值”。下面我们分析下HashMap存数据的基本流程: 
    1、 当调用put(key,value)时,首先获取key的hashcode,int hash = key.hashCode(); 
    2、 再把hash通过一下运算得到一个int h. 
hash ^= (hash >>> 20) ^ (hash >>> 12); 
int h = hash ^ (hash >>> 7) ^ (hash >>> 4); 
为什么要经过这样的运算呢?这就是HashMap的高明之处。先看个例子,一个十进制数32768(二进制1000 0000 0000 0000),经过上述公式运算之后的结果是35080(二进制1000 1001 0000 1000)。看出来了吗?或许这样还看不出什么,再举个数字61440(二进制1111 0000 0000 0000),运算结果是65263(二进制1111 1110 1110 1111),现在应该很明显了,它的目的是让“1”变的均匀一点,散列的本意就是要尽量均匀分布。那这样有什么意义呢?看第3步。 
    3、 得到h之后,把h与HashMap的承载量(HashMap的默认承载量length是16,可以自动变长。在构造HashMap的时候也可以指定一个长 度。这个承载量就是上图所描述的数组的长度。)进行逻辑与运算,即 h & (length-1),这样得到的结果就是一个比length小的正数,我们把这个值叫做index。其实这个index就是索引将要插入的值在数组中的 位置。第2步那个算法的意义就是希望能够得出均匀的index,这是HashTable的改进,HashTable中的算法只是把key的 hashcode与length相除取余,即hash % length,这样有可能会造成index分布不均匀。还有一点需要说明,HashMap的键可以为null,它的值是放在数组的第一个位置。 
    4、 我们用table[index]表示已经找到的元素需要存储的位置。先判断该位置上有没有元素(这个元素是HashMap内部定义的一个类Entity, 基本结构它包含三个类,key,value和指向下一个Entity的next),没有的话就创建一个Entity<K,V>对象,在 table[index]位置上插入,这样插入结束;如果有的话,通过链表的遍历方式去逐个遍历,看看有没有已经存在的key,有的话用新的value替 换老的value;如果没有,则在table[index]插入该Entity,把原来在table[index]位置上的Entity赋值给新的 Entity的next,这样插入结束。 
总结:keyàhashcodeàhàindexà遍历链表à插入

4.            扩展问题

要同时复写equals方法和hashCode方法

按照散列函数的定义,如果两个对象相同,即obj1.equals(obj2)=true,则它们的hashCode必须相同,但如果两个对象不同,则它们的hashCode不一定不同。

如果两个不同对象的hashCode相同,这种现象称为冲突,冲突会导致操作哈希表的时间开销增大,所以尽量定义好的hashCode()方法,能加快哈希表的操作。

如果相同的对象有不同的hashCode,对哈希表的操作会出现意想不到的结果(期待的get方法返回null),

再回头看看前面提到的为什么覆盖了equals方法之后一定要覆盖hashCode方法,很简单,比如,String a = new String(“abc”);String b = new String(“abc”);如果不覆盖hashCode的话,那么a和b的hashCode就会不同,把这两个类当做key存到HashMap中的话就 会出现问题,就会和key的唯一性相矛盾

原文出处:http://blog.chinaunix.net/uid-11775320-id-3143919.html

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