HashMap爲何存取效率那麼高？

一、Hash

也叫散列、哈希。

主要用於信息安全領域中的算法，把長度不一樣的信息轉化爲雜亂的128位的編碼，找到一種數據內容與地址之間的映射關係。

注意：不一樣的輸入可能會散列成相同的輸出

咱們最熟悉的Object類中就提供了hashcode的方法。

public native int hashCode();

二、數據結構

Java集合的實現底層大都是基本數據結構的又一層封裝。

數組：尋址容易，插入和刪除困難

鏈表正好相反。

HashMap正好將兩者互補了一下，推出了鏈表+數組的組合方式，也叫鏈表散列、「拉鍊法」。

結構示意圖：

放入元素時，根據key值經過hashcode找到對應數組的位置，放入橫向數組的某個格子中。由於前面說到hashcode值不能保證惟一，若是以後hashcode值對應的數組位置中已經有值，就放到相連的鏈表中。

查找元素也是按這個過程來進行。

代碼實現：

注意：每一個Node中都持有下一個節點的引用。

三、算法優化

由上面的數據結構介紹，能夠看出，在查找的時候，儘可能避免查找鏈表可以大大提升存取效率。

目標：元素儘量均勻分佈，這樣查找的時候沒必要查找鏈表，效率很高。

思路一：

取模運算，實現是能夠實現，但取模運算消耗大、效率不高。

思路二：

首先，&運算比取模運算效率高。
hashmap採用的是下面這種與運算。

大同小異，都是爲了減小碰撞，避免hash到同一個位置，使元素分佈更均勻。在實現的基礎上，考慮性能問題。