hashmap解析

1.hashmap
1)hashmap用过么,说说具体用途
答:用过,在平常工作中经常用到hashmap这种数据结构,hashmap是基于 map接口实现的一种键值对<key,value>的存储结构,允许null值,同时非有序,非同步(即线程不安全)hashmap底层实现是数组+链表+红黑树(jdk1.8增加了红黑树部分。)它存储和查找数据时,是根据键key的hashcode的值计算出具体的存储位置,hashmap最多只允许一条记录的键key为null,hashmap增删改查等常规操作都有不错的执行效率,是arraylist和linkedlist等数据结构的一种折中实现。

2.说说hashmap常用操作的底层实现原理?如存储put(key,v value),查找get(object key),删除(object key ),修改replace(key,v value)等操作
答:调用put(K key,V value)操作添加一个key-value键值对时,进行了如下操作:判断哈希表Node<K,V>[]table是否为空或者为null,是则执行resize()方法进行扩容。
根据插入的key的hash值,通过(n-1)&hash当前元素的hash值&hash表长度-1(实际就是hash值%hash表长度)计算出存储位置table[i]。如果存储位置没有元素存放,则将新增节点存储在此位置table[i]。
如果存储位置已经有键值对元素存在,则判断该位置元素的hash值和key值是否和当前操作元素一致,一致则证明是修改value操作,覆盖value即可。
当前存储位置即有元素,又不和当前操作元素一致,则证明此处位置table[i]已经发生了hash冲突,则通过判断头节点是否是treeNode,如果是treeNode则证明此位置的结构是红黑树,以红黑树的方式新增节点。
如果不是红黑树,则证明是单链表,将新增结点插入至链表的最后位置,随后判断当前链表长度是否大于等于8,是则当前存储位置的链表转化为红黑树。遍历过程中如果发现key已经存在,则直接覆盖value。
插入成功后,判断当前存储键值对的数量大于阈值threshold是则扩容。

调用get(Object key)操作根据键key查找对应的key-value键值对时,进行了如下操作:
先调用hash(key)方法计算出key的hash值
根据查找的键值key的hash值,通过(n-1)&hash当前元素的hash值&hash表长度-1(实际就是hash值%hash表长度)计算出存储位置table[i],判断存储位置是否有元素存在。
如果存储位置有元素存放,则首先比较头结点元素,如果头结点的key的hash值和要获取的key的hash值相等,并且头结点的key本身和要获取的key相等,则返回该位置的头结点。
如果存储位置没有元素存放,则返回null。
如果存储位置有元素存放,但是头结点元素不是要查找的元素,则需要便利该位置进行查找。
先判断头结点是否是treeNode,如果是treeNode则证明此位置的结构是红黑树,以红黑树的方式遍历查找该结点,没有则返回null。
如果不是红黑树,则证明是单链表。遍历单链表,逐一比较链表结点,链表结点的key的hash值和要获取的key的hash值相等,并且链表结点的key本身和要获取的key相等,则返回该结点,遍历结束仍未找到对应的key的结点,则返回null。

调用remove(Obkect key)的操作根据key删除对应的key-value键值对时,进行了如下操作:
先调用hash(key)方法计算出key的hash值
根据查找的键值key的hash值,通过(n-1)&hash当前元素的hash值&hash表长度-1(实际就是hash值%hash表长度)计算出存储位置table[i],判断存储位置是否有元素存在。
如果存储位置有元素存放,则首先比较头结点元素,如果头结点的key的hash值和要获取的key的hash值相等,并且头结点的key本身和要获取的key相等,则该位置的头结点即为要删除的结点,记录此结点至变量node中。
如果存储位置没有元素存放,则没有找到对应要删除的结点,则返回null。
如果存储位置有元素存放,但是头结点元素不是要删除的元素,则需要遍历该位置进行查找。
先判断头结点是否是treeNode,如果时treeNode则证明此位置的结构是红黑树,以红黑树的方式遍历查找并删除该结点,没有则返回null。
如果不是红黑树,则证明是单链表。遍历单链表,逐一比较链表结点,链表结点的key和hash值和要获取的key的hash值相等,并且链表结点的key本身和要获取的key相等,则此为要删除的结点,记录此结点至变量node中,遍历结束仍未找到对应key的结点,则返回null。如果找到要删除的结点node,则判断是否需要比较value也是否一致,如果value值一致或者不需要比较value值,则执行删除结点操作,删除操作根据不同的情况与结构进行不同的处理。
如果当前结点是树结点,则证明当前位置的链表已变成红黑树结构,通过红黑树结点的方式删除对应结点。
如果不是红黑树,则证明是单链表。如果要删除的是头结点,则当前存储位置table[i]的头结点指向删除结点的下一个结点。
如果要删除的结点不是头结点,则将要删除的结点的后继结点node.next赋值给要删除结点的前驱结点的next域,即p.next=node.next;。

调用replace(K key,V value)操作根据键key查找对应的key-value键值对,随后替换对应的值value,进行了如下操作:
先调用hash(key)方法计算出key的hash值 随后调用getNode方法获取对应key所映射的value值。记录元素旧值,将新值赋值给元素,返回元素旧值,如果没有找到元素,则返回null。

hash冲突(hash碰撞)是什么?为什么会出现这种现象?如何解决hash冲突?
答:hash冲突:当我们调用put(K key,V value)的、操作添加key-value键值对,这个key-value键值对存放在的位置是通过扰动函数(key==null)?0:(h=key.hashCode())^(h>>>16)计算键key的hash值,随后将这个hash值%模上哈希表Node<K,V>[ ]table的长度得到具体的存放位置。所以put(K key,V value)多个元素,是有可能计算出相同的存放位置。此现象就是hash冲突或者hash碰撞。
hash冲突解决:开发定址法 ,在散列法,链地址法,公共溢出区法

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