动手实现hashmap
动手实现hashmap
引入问题
为什么需要hashmap?
我已经知道的数据结构：
- 数组
- 链表
数组的优点：
- 有数组下标，按下标查找快，
- 由于存储空间连续，插入删除慢
- 扩容不方便，容易造成空间浪费
链表的优点
- 传入链表节点，则插入删除快，O(1)
- 由于没有下标，必须按顺序遍历，按下标查找慢，O(n)
- 扩容方便
我们开始思考：有什么方式既能够具备数组的 快速查询 的优点又能融合链表 方便快捷的增加删除元素 的优势？
hashmap呼之欲出。
hashmap原理
HashMap的底层主要是基于 数组 和 链表 来实现的，它之所以有相当快的查询速度主要是因为它是通过计算 散列码 来决定存储的位置。HashMap中主要是通过key的 hashCode 来计算hash值的，只要hashCode相同，计算出来的hash值就一样。如果存储的对象对多了，就有可能不同的对象所算出来的hash值是相同的，这就出现了所谓的 hash冲突 。学过数据结构的同学都知道，解决hash冲突的方法有很多，HashMap底层是通过 链表 来解决hash冲突的。
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Bucket桶。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。
HashMap其实就是一个Entry数组，Entry对象中包含了键和值，其中next也是一个Entry对象，它就是用来处理hash冲突的，形成一个链表。
测试
还得用JUnit测试
(12条消息) IDEA中添加junit4的三种方法（详细步骤操作）_gakki_200的博客-CSDN博客
Map.Entry接口
public interface Entry<K, V> {
K getKey();
V getValue();
V setValue(V var1);
boolean equals(Object var1);
int hashCode();
static <K extends Comparable<? super K>, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByKey() {
return (Comparator)((Serializable)((var0x, var1x) -> {
return ((Comparable)var0x.getKey()).compareTo(var1x.getKey());
}));
}
static <K, V extends Comparable<? super V>> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByValue() {
return (Comparator)((Serializable)((var0x, var1x) -> {
return ((Comparable)var0x.getValue()).compareTo(var1x.getValue());
}));
}
static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByKey(Comparator<? super K> var0) {
Objects.requireNonNull(var0);
return (Comparator)((Serializable)((var1x, var2x) -> {
return var0.compare(var1x.getKey(), var2x.getKey());
}));
}
static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByValue(Comparator<? super V> var0) {
Objects.requireNonNull(var0);
return (Comparator)((Serializable)((var1x, var2x) -> {
return var0.compare(var1x.getValue(), var2x.getValue());
}));
}
}
hashmap为什么线程不安全
JDK1.7 中，由于多线程对HashMap进行扩容，调用了HashMap#transfer()，具体原因：某个线程执行过程中，被挂起，其他线程已经完成数据迁移，等CPU资源释放后被挂起的线程重新执行之前的逻辑，数据已经被改变，造成死循环、数据丢失。
本人自己实现的resize()方法：
public void resize(){
// get every entry in the old table
Set<Entry<K, V>> entrySet = myEntrySet();
// update length and threshold
length*=2;
threshold= (int) (length*LOAD_FACTOR);
// 建个新表
// 把键值对项按hash规则挂到合适的地方
Entry<K,V>[] newTable = new Entry[length];
for (Entry<K, V> entry:entrySet){
entry.next=null;
int index = indexFor(entry.key.hashCode());
if (newTable[index]==null){
newTable[index] = entry;
}else {
Entry<K,V> temp = newTable[index];
while (temp.next!=null){
temp=temp.next;
}
temp.next=entry;
}
}
// 更新 table
table = newTable;
newTable = null;
}
hashmap hashtable concurrent hashmap 的关系
面试必备：HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap的原理与区别 - 猿人谷 - 博客园 (cnblogs.com)
联系：
都是 Map 接口的实现
都采用了 链表+数组 的实现方式
区别：
从线程安全角度
hashmap 线程不安全，没有锁机制
其他两个都是线程安全的
从键的角度
hashmap可以存储null键
其他两个都不可以
