首页 > 其他分享 >HashMap的插入及扩容过程(必看)

HashMap的插入及扩容过程(必看)

时间:2024-07-04 14:27:48浏览次数:18  
标签:node 数组 必看 key 插入 键值 哈希 HashMap

1. 初始化

当我们创建一个 HashMap 实例时,初始化过程如下:

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

在初始化时,HashMap 进行以下操作:

  • 默认容量和加载因子

    • 默认容量为 16。
    • 默认加载因子为 0.75。
  • 临界值(Threshold)

    • 临界值 = 容量 * 加载因子,即 16 * 0.75 = 12。这意味着当 HashMap 中的元素数量达到 12 时就会进行扩容。
  • 桶数组

    • HashMap 的底层是一个数组,这个数组存储的是链表(在 Java 8 及以后,可能是红黑树)。

2. 插入数据

插入数据的过程涉及几个关键步骤:

a. 计算哈希值

当插入一个键值对时,首先计算键的哈希值:

int hash = key.hashCode();

HashMap 通过哈希值决定元素在桶数组中的位置。哈希值的计算涉及将键的哈希码进行某些位操作以减少冲突。

b. 确定索引

使用哈希值和数组长度来确定键值对存储的位置(索引):

int index = (n - 1) & hash;

其中,n 是桶数组的长度。这个操作通过位运算使得索引值分布更加均匀。

c. 插入元素
  • 如果索引位置为空:直接插入键值对。
  • 如果索引位置不为空
    • 遍历链表(或者红黑树)以检查是否有相同的键。如果有,更新值。
    • 如果没有相同的键,将新节点添加到链表末尾或树中。
if (table[index] == null) {
    table[index] = new Node<>(hash, key, value, null);
} else {
    Node<K, V> node = table[index];
    while (node != null) {
        if (node.hash == hash && (node.key == key || key.equals(node.key))) {
            node.value = value;
            break;
        }
        node = node.next;
    }
    if (node == null) {
        table[index] = new Node<>(hash, key, value, table[index]);
    }
}
d. 检查并调整大小

插入新元素后,检查当前元素数量是否超过临界值。如果超过,进行扩容:

if (size++ >= threshold) { resize(); }

扩容过程:

1. 检查容量

当向 HashMap 添加新元素时,首先会检查当前的存储容量。如果当前元素数量超过了临界值(threshold),就需要进行扩容。临界值的计算方式是 capacity * load factor

2. 创建新的桶数组

扩容的第一步是创建一个新的桶数组,新的数组大小是旧数组的两倍。这是为了减少键值对之间的冲突(即多个键值对哈希到相同位置的情况)。

3. 重新计算哈希值

扩容过程中,需要重新计算每个键的哈希值。在新的桶数组中,键的位置可能会发生变化。新的索引通过对新的数组长度取模来确定。

4. 重新分配键值对

HashMap 会将旧数组中的每个键值对重新分配到新的桶数组中。这一步需要遍历旧数组,并将每个键值对重新计算哈希值后放入新的位置。

5. 更新引用

最后,HashMap 更新内部引用,将新的桶数组设置为当前使用的数组。旧数组会被垃圾回收机制回收。

标签:node,数组,必看,key,插入,键值,哈希,HashMap
From: https://blog.csdn.net/2301_76577168/article/details/140038536

相关文章