淺談Java中的Hashmap

在Java中，有一種並且咱們使用很頻繁的數據結構，叫作HashMap，其實準確的來講，這是散列表的一種衝突解決的實現，那麼什麼是散列表呢？這個概念在網上能夠找到不少專業的回答，這裏咱們就舉一個很簡單的例子來講明一下什麼是散列表。

首先咱們要明確的一點，就是散列表確定是用來存取東西的，那麼若是咱們要把西瓜，蘋果，草莓這三種東西按照重量存到某個地方，方便咱們後面再拿來使用，這個該如何操做呢？首先咱們能夠拿一個彈簧，而後使用這個彈簧將這些東西按照重量彈出去，由於重量的不一樣，將會落在不一樣的區域，這樣就將這些東西「保存」了起來。若是咱們後面要使用這些東西的時候，只須要按照重量再去使用一次彈簧就能夠了，這樣就能找到咱們所須要找的。

這裏咱們再明確幾個概念，這個例子中的幾種東西，就是咱們要存放的數據，彈簧指的是hash算法，由於這些數據的存放是無序的，因此這些概念綜合起來看，稱這種形式爲散列表。

還有一個問題，就是若是在這個散列表中有兩個數據經過hash算法落到了同一個區域，那麼在這裏就稱之爲衝突，或者叫hash衝突，在散列表中，解決衝突的方式有線性探測法，平方探測法，鏈式地址法。。。不少種方式，在這裏就不討論每一種解決方式的利弊，咱們只是對於Java中的HashMap做爲研究。

若是看過HashMap源碼的朋友就會知道，在Java中HashMap是基於鏈式地址法來實現的，固然也有不少朋友可能不太喜歡看源碼，好的，那麼咱們就按照HashMap來動手寫一個簡單的實現。

咱們先定義一個節點類。

public class Entry {
    
    private Integer key;
    
    private String value;
    
    private Entry next;
    
    public Entry(Integer key, String value, Entry next){
        this.key = key;
        this.value = value;
        this.next = next;
    }
}

而後咱們在定義一個CopyHashMap類。

public class CopyHashMap {
    
    private final static int DEFAULT_CAPCITY = 11;
    
    private Entry[] arrEntry;
    
    public CopyHashMap(){
        arrEntry = new Entry[DEFAULT_CAPCITY];
    }
    
    public CopyHashMap(int size){
        arrEntry = new Entry[size];
    }
    
    private int hash(int key){
        return key % DEFAULT_CAPCITY;
    }
    
    public String get(int key){
        int h = hash(key);
        Entry entry = arrEntry[h];
        for (Entry e = entry; e != null; e = e.getNext()){
            if (e.getKey().equals(key)){
                return e.getValue();
            }
        }
        return null;
    }
    
    public void put(int key, String value){
        int h = hash(key);
        Entry entry = arrEntry[h];
        for (Entry e = entry; e != null; e = e.getNext()){
            if (e.getKey().equals(key)){
                e.setValue(value);
            }
        }
        arrEntry[h] = new Entry(key, value, arrEntry[h]);
    }
}

這裏只是簡單的寫了一個get和put方法，代碼很簡單，看一看應該都能明白，能夠看到其底層實現仍是依賴於一個數組，這裏有一個hash的方法，這個就是咱們剛開始例子中的彈簧，對於每個key都要去計算對應的hash值是多少，而後才能肯定存放在數組中的哪一個位置，因此可以看出，散列表中的hash算法的設計是很是重要的。

這段代碼中還有一些東西沒有作，好比remove方法，還有rehash方法，若是你有興趣，那麼能夠動手實現一下這兩個方法，rehash的過程在這裏順便提一下，簡單的說就是若是存儲列表不夠用的狀況下，hash表會擴容，而後將裏面的數據從新hash一次，固然這個rehash會提早開始進行的，因此這裏咱們能夠觀察到一個現象就是若是散列表rehash一次，對程序的性能影響仍是比較大的，對了，在JDK8中，HashMap也作了一些改進，鏈式存儲的時候，在其長度達到某一個定值，後面的存儲方式會轉爲紅黑樹的形式，有興趣的話能夠看一下源碼。

HashMap在Java中的使用很頻繁，不少人應該都懂其原理，可能也有不少人不太明白，但願這篇文章能讓你們初窺HashMap的門道，更深刻的研究就只能你們本身探索了。