文章轉(zhuǎn)自：http://blog.csdn.net/vking_wang/article/details/14166593
1. HashMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有數(shù)組和鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，但這兩者基本上是兩個(gè)極端。
數(shù)組數(shù)組存儲(chǔ)區(qū)間是連續(xù)的，占用內(nèi)存嚴(yán)重，故空間復(fù)雜的很大。但數(shù)組的二分查找時(shí)間復(fù)雜度小，為O(1)；數(shù)組的特點(diǎn)是：尋址容易，插入和刪除困難；
鏈表鏈表存儲(chǔ)區(qū)間離散，占用內(nèi)存比較寬松，故空間復(fù)雜度很小，但時(shí)間復(fù)雜度很大，達(dá)O（N）。鏈表的特點(diǎn)是：尋址困難，插入和刪除容易。
哈希表那么我們能不能綜合兩者的特性，做出一種尋址容易，插入刪除也容易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？答案是肯定的，這就是我們要提起的哈希表。哈希表（(Hash table）既滿(mǎn)足了數(shù)據(jù)的查找方便，同時(shí)不占用太多的內(nèi)容空間，使用也十分方便。
哈希表有多種不同的實(shí)現(xiàn)方法，我接下來(lái)解釋的是最常用的一種方法——拉鏈法，我們可以理解為“鏈表的數(shù)組”，如圖：
從上圖我們可以發(fā)現(xiàn)哈希表是由數(shù)組+鏈表組成的，一個(gè)長(zhǎng)度為16的數(shù)組中，每個(gè)元素存儲(chǔ)的是一個(gè)鏈表的頭結(jié)點(diǎn)。那么這些元素是按照什么樣的規(guī)則存儲(chǔ)到數(shù)組中呢。一般情況是通過(guò)hash(key)%len獲得，也就是元素的key的哈希值對(duì)數(shù)組長(zhǎng)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都存儲(chǔ)在數(shù)組下標(biāo)為12的位置。
HashMap其實(shí)也是一個(gè)線(xiàn)性的數(shù)組實(shí)現(xiàn)的,所以可以理解為其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的容器就是一個(gè)線(xiàn)性數(shù)組。這可能讓我們很不解，一個(gè)線(xiàn)性的數(shù)組怎么實(shí)現(xiàn)按鍵值對(duì)來(lái)存取數(shù)據(jù)呢？這里HashMap有做一些處理。
首先HashMap里面實(shí)現(xiàn)一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)Entry，其重要的屬性有key , value, next，從屬性key,value我們就能很明顯的看出來(lái)Entry就是HashMap鍵值對(duì)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)基礎(chǔ)bean，我們上面說(shuō)到HashMap的基礎(chǔ)就是一個(gè)線(xiàn)性數(shù)組，這個(gè)數(shù)組就是Entry[]，Map里面的內(nèi)容都保存在Entry[]里面。
/***Thetable,resizedasnecessary.LengthMUSTAlwaysbeapoweroftwo.*/transientEntry[]table;
2. HashMap的存取實(shí)現(xiàn)既然是線(xiàn)性數(shù)組，為什么能隨機(jī)存取？這里HashMap用了一個(gè)小算法，大致是這樣實(shí)現(xiàn)：
這里HashMap里面用到鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)概念。上面我們提到過(guò)Entry類(lèi)里面有一個(gè)next屬性，作用是指向下一個(gè)Entry。打個(gè)比方， 第一個(gè)鍵值對(duì)A進(jìn)來(lái)，通過(guò)計(jì)算其key的hash得到的index=0，記做:Entry[0] = A。一會(huì)后又進(jìn)來(lái)一個(gè)鍵值對(duì)B，通過(guò)計(jì)算其index也等于0，現(xiàn)在怎么辦？HashMap會(huì)這樣做:B.next = A,Entry[0] = B,如果又進(jìn)來(lái)C,index也等于0,那么C.next = B,Entry[0] = C；這樣我們發(fā)現(xiàn)index=0的地方其實(shí)存取了A,B,C三個(gè)鍵值對(duì),他們通過(guò)next這個(gè)屬性鏈接在一起。所以疑問(wèn)不用擔(dān)心。也就是說(shuō)數(shù)組中存儲(chǔ)的是最后插入的元素。到這里為止，HashMap的大致實(shí)現(xiàn)，我們應(yīng)該已經(jīng)清楚了。
publicVput(Kkey,Vvalue){if(key==null)returnputForNullKey(value);//null總是放在數(shù)組的第一個(gè)鏈表中inthash=hash(key.hashCode());inti=indexFor(hash,table.length);//遍歷鏈表for(Entry<K,V>e=table[i];e!=null;e=e.next){Objectk;//如果key在鏈表中已存在，則替換為新valueif(e.hash==hash&&((k=e.key)==key||key.equals(k))){VoldValue=e.value;e.value=value;e.recordaccess(this);returnoldValue;}}modCount++;addEntry(hash,key,value,i);returnnull;}
voidaddEntry(inthash,Kkey,Vvalue,intbucketIndex){Entry<K,V>e=table[bucketIndex];table[bucketIndex]=newEntry<K,V>(hash,key,value,e);//參數(shù)e, 是Entry.next//如果size超過(guò)threshold，則擴(kuò)充table大小。再散列if(size++>=threshold)resize(2*table.length);}當(dāng)然HashMap里面也包含一些優(yōu)化方面的實(shí)現(xiàn)，這里也說(shuō)一下。比如：Entry[]的長(zhǎng)度一定后，隨著map里面數(shù)據(jù)的越來(lái)越長(zhǎng)，這樣同一個(gè)index的鏈就會(huì)很長(zhǎng)，會(huì)不會(huì)影響性能？HashMap里面設(shè)置一個(gè)因子，隨著map的size越來(lái)越大，Entry[]會(huì)以一定的規(guī)則加長(zhǎng)長(zhǎng)度。
2）getpublicVget(Objectkey){if(key==null)returngetForNullKey();inthash=hash(key.hashCode()); //先定位到數(shù)組元素，再遍歷該元素處的鏈表for(Entry<K,V>e=table[indexFor(hash,table.length)];e!=null;e=e.next){Objectk;if(e.hash==hash&&((k=e.key)==key||key.equals(k)))returne.value;}returnnull;}3）null key的存取null key總是存放在Entry[]數(shù)組的第一個(gè)元素。
PRivateVputForNullKey(Vvalue){for(Entry<K,V>e=table[0];e!=null;e=e.next){if(e.key==null){VoldValue=e.value;e.value=value;e.recordAccess(this);returnoldValue;}}modCount++;addEntry(0,null,value,0);returnnull;}privateVgetForNullKey(){for(Entry<K,V>e=table[0];e!=null;e=e.next){if(e.key==null)returne.value;}returnnull;}4）確定數(shù)組index：hashcode % table.length取模HashMap存取時(shí)，都需要計(jì)算當(dāng)前key應(yīng)該對(duì)應(yīng)Entry[]數(shù)組哪個(gè)元素，即計(jì)算數(shù)組下標(biāo)；算法如下：
/***Returnsindexforhashcodeh.*/staticintindexFor(inth,intlength){returnh&(length-1);}按位取并，作用上相當(dāng)于取模mod或者取余%。這意味著數(shù)組下標(biāo)相同，并不表示hashCode相同。5）table初始大小publicHashMap(intinitialCapacity,floatloadFactor){.....//Findapowerof2>=initialCapacityintcapacity=1;while(capacity<initialCapacity)capacity<<=1;this.loadFactor=loadFactor;threshold=(int)(capacity*loadFactor);table=newEntry[capacity];init();}注意table初始大小并不是構(gòu)造函數(shù)中的initialCapacity！！
而是 >= initialCapacity的2的n次冪！！！！
————為什么這么設(shè)計(jì)呢？——
3. 解決hash沖突的辦法java中hashmap的解決辦法就是采用的鏈地址法。
4.再散列rehash過(guò)程當(dāng)哈希表的容量超過(guò)默認(rèn)容量時(shí)，必須調(diào)整table的大小。當(dāng)容量已經(jīng)達(dá)到最大可能值時(shí)，那么該方法就將容量調(diào)整到Integer.MAX_VALUE返回，這時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建一張新表，將原表的映射到新表中。
/***Rehashesthecontentsofthismapintoanewarraywitha*largercapacity.Thismethodiscalledautomaticallywhenthe*numberofkeysinthismapreachesitsthreshold.**IfcurrentcapacityisMAXIMUM_CAPACITY,thismethoddoesnot*resizethemap,butsetsthresholdtoInteger.MAX_VALUE.*Thishastheeffectofpreventingfuturecalls.**@paramnewCapacitythenewcapacity,MUSTbeapoweroftwo;*mustbegreaterthancurrentcapacityunlesscurrent*capacityisMAXIMUM_CAPACITY(inwhichcasevalue*isirrelevant).*/voidresize(intnewCapacity){Entry[]oldTable=table;intoldCapacity=oldTable.length;if(oldCapacity==MAXIMUM_CAPACITY){threshold=Integer.MAX_VALUE;return;}Entry[]newTable=newEntry[newCapacity];transfer(newTable);table=newTable;threshold=(int)(newCapacity*loadFactor);}
/***TransfersallentriesfromcurrenttabletonewTable.*/voidtransfer(Entry[]newTable){Entry[]src=table;intnewCapacity=newTable.length;for(intj=0;j<src.length;j++){Entry<K,V>e=src[j];if(e!=null){src[j]=null;do{Entry<K,V>next=e.next;//重新計(jì)算indexinti=indexFor(e.hash,newCapacity);e.next=newTable[i];newTable[i]=e;e=next;}while(e!=null);}}}
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