HashMap

title: HashMap
date: 2015-09-06 19:45:38
tags: [java,algorithm]
categories: java

Java最基本的数据结构有数组和链表。
数组的特点是空间连续（大小固定）、寻址迅速，但是插入和删除时需要移动元素，所以查询快，增加删除慢。
链表恰好相反，可动态增加或减少空间以适应新增和删除元素，但查找时只能顺着一个个节点查找，所以增加删除快，查找慢。
那么问题来了，有没有一种综合数组和链表优点的数据结构呢？

The answer is HashMap!

HashMap

首先看看HashMap是怎么个存储方式，下图无明确作者，在此不添加Reference了！ 尊重原创！

如图，hash表就是由数据+链表组成的。首先数组每个元素存储一个链表节点，通过一定算法，比如hash(key)%length
来存储后续的节点，比如31%16=15，就放到元素15开头的链表中。

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看了HashMap的源码，其实HashMap是基于一个线性的数组结构来实现的：
o n e： HashMap内部定义了一个Entry<k,v>数组
t w o： static class Entry<k,v> implements Map<k,v>,并且具有key/value/next等属性,类似JavaBean
three： 也就是，Entry[]数据存储了Map<k,v>这种结构的数据

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分析一段源码，来自HashMap中的put()方法：

  public V put(K key, V value) {
          if (key == null)
              return putForNullKey(value);
          int hash = hash(key.hashCode());
          int i = indexFor(hash, table.length);
          for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
              Object k;
              if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                  V oldValue = e.value;
                  e.value = value;
                  e.recordAccess(this);
                  return oldValue;
             }
          } 
        modCount++; 
        addEntry(hash, key, value, i);
        return null;
    }	

其实思路并不复杂，通过一个hash算法得到hash值，通过hash值得到Entry数组下标index，然后找到数组位置，通过链式结构匹配Key值，get it！
那么，问题在这，这是源码里的hash算法：
static int hash(int h) { h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); }
我真是惊呆了，费脑筋~
虽然能猜出来其作用，大体大概是防止hash冲突，但是具体为什么这样，而不是那样，我解释不清楚了=。=！
计算index的方法，倒是很清新，用到了效率最高的位运算，其中length-1防止数组越界：
static int indexFor(int h, int length) { return h & (length-1); }

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另，解决hash冲突的方法：

1. 开放定址法（线性探测再散列，二次探测再散列，伪随机探测再散列）
2. 再哈希法
3. 链地址法
4. 建立一个公共溢出区

显然HashMap采用的是链地址法

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