少侠,快来理解HashMap!!

少侠,师傅说氪hashMap先氪基本概念

    JDK文档中如是说”基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使
用null 值和 null 键。(除了不同步和允许使用 null 之外,HashMap 类与 Hashtable 大致相
同。)不保证映射的顺序“
实际就是说:
   1.HashMap是Map接口的实现,因此内部使用key,value存储
   2.HashMap内部元素是无序的
键值对存储优点呢?
对key进行Hash运算,通过hash值除以数组长度-1确定存储位置, 则get时同理通过hash值除以
数组长度-1获取存储位置的值,这种方式可直接定位值
那怎么理解无序性?
public class HashMapTest {
public static void main(String[] args) {

    Map<Integer,String> map=new HashMap();

    map.put(21,"abc");
    map.put(12,"abc");
    map.put(3,"abc");
    map.put(5,"abc");
    map.put(16,"abc");
    map.put(20,"abc");


    System.out.println("循环遍历结果:");
    for(Integer key:map.keySet()){
        System.out.print(key +" -> ");
    }
}

}

循环遍历结果:

16 -> 3 -> 20 -> 21 -> 5 -> 12

元素存放图
元素存放图.png

原因:

存储位置通过Hash运算和数组.length-1确定,这种方式确定的存储位置,只能保证键值对无序存储

HahMap使用的数据结构

1. 数组:
  - 只能存储同一种数据类型的数据。
  - 一旦初始化,长度固定。
  -  数组中的元素与元素之间的内存地址是连续的。
  优缺点摘要 :
     空间连续存储单元,索引访问元素,随机读取效率很高,则其查找速度快。查询时间复杂为O(1)。
     插入和删除数据效率低,因插入数据,这个位置后面的数据在内存中要往后移的,且大小固定不易动态扩展。且占用内存严重,空间复杂也很大。 
     总结:大数据量情况下,提供高效的查询,低效的插入和删除
数组.png
2. 链表:
   -物理空间不连续的存储单元
   -运行时可以动态添加
   简要:元素内容由存储内容及下一个元素地址,称为单向链表;元素内容由存储内容,上一个元素地址及下一个元素地址,称为双向链表;
  优缺点摘要 :
     1.空间不连续的存储单元,空间复杂度较小,时间复杂度较大
     2.插入删除效率较高。较数组使用索引的查询方式,查询效率较低
     总结:在大数据量的情况下,提供的高效的插入和删除,采用无索引的查询方式,低效的随机访问能力(查询)
单向链表.png
补充:数组与链表的时间复杂度,空间复杂度比较呢?
数组时间复杂度概要.png
链表时间复杂度概要.png

在了解红黑树之前呢我们先了解HashMap的主要方法

  • put(K,V)方法

    1.首先将k,v封装到Node对象当中(节点)。
    2.然后它的底层会调用K的hashCode()方法得出hash值。
    3.通过哈希表函数/哈希算法,将hash值转换成数组的下标,下标位置上如果没有任何元素,就把Node添加到这个位置上。如果说下标对应的位置上有链表。此时,就会拿着k和链表上每个节点的k进行equal。如果所有的equals方法返回都是false,那么这个新的节点将被添加到链表的末尾。如其中有一个equals返回了true,那么这个节点的value将会被覆盖。

  • get(K,V)方法

    1.先调用k的hashCode()方法得出哈希值,并通过哈希算法转换成数组的下标。
    2.通过上一步哈希算法转换成数组的下标之后,在通过数组下标快速定位到某个位置上。重点理解如果这个位置上什么都没有,则返回null。如果这个位置上有单向链表,那么它就会拿着参数K和单向链表上的每一个节点的K进行equals,如果所有equals方法都返回false,则get方法返回null。如果其中一个节点的K和参数K进行equals返回true,那么此时该节点的value就是我们要找的value了,get方法最终返回这个要找的value。

    补充:HashMap重写了equals方法,Object的equals之比较对象是否相等,增加了对象相等再去比较值是否相等的情况;重写了hashCode方法,如果
    hashCode不相等,那么这个对象则不相等,省去的equals的那一步
    
随机增删、查询效率都很高的原因是?
原因: 增删是在链表上完成的,而查询只需扫描部分,则效率高。
  • 扩容方法 resize()方法
    扩容原理:还没看懂
    那就梳理几个理解性的问题
    什么时候扩容? 答曰:当向容器添加元素的时候,会判断当前容器的元素个数,如果大于等于阈值(知道这个阈字怎么念吗?不念fa值,念yu值四声)---即当前数组的长度乘以加载因子的值的时候,就要自动扩容啦。
    怎么理解扩容?答曰:重新计算数组容量;每个数组单元都链接有链表,数组单元越多越能装。

    为什么设置加载因子,有什么用? 答曰:首先明确数组查询快,插入慢,占空间大,链表插入快,查询慢,占空间下;元素最先存到数组上,发生哈希冲突后存入链表。数组越长空间越大,冲突越多查询越快;
    旨在平衡这两点,根据统计学规律这个0.75,hashMap整体性能最高

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