HashMap數(shù)組的鍵值對(duì)存儲(chǔ)原理是什么

小樊
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2024-09-06 09:31:16
欄目: 云計(jì)算

HashMap 是 Java 中一個(gè)非常常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它基于哈希表實(shí)現(xiàn)，允許我們使用任何對(duì)象作為鍵來(lái)存儲(chǔ)和檢索值。HashMap 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)涉及以下幾個(gè)關(guān)鍵概念：

  1. 哈希表（Hash Table）：哈希表是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它提供了快速的插入、刪除和查找操作。哈希表通過(guò)哈希函數(shù)將鍵映射到存儲(chǔ)空間內(nèi)的位置。在 HashMap 中，哈希表由一個(gè)名為“table”的數(shù)組實(shí)現(xiàn)。

  2. 哈希函數(shù)（Hash Function）：哈希函數(shù)是將鍵轉(zhuǎn)換為哈希表中索引的算法。在 HashMap 中，哈希函數(shù)主要用于計(jì)算鍵的哈希碼（hash code），然后將其映射到哈希表的索引。哈希函數(shù)的設(shè)計(jì)需要盡量保證不同的鍵能夠映射到不同的索引，以減少?zèng)_突（collision）的發(fā)生。

  3. 哈希沖突（Hash Collision）：當(dāng)兩個(gè)不同的鍵通過(guò)哈希函數(shù)映射到同一個(gè)索引時(shí)，就會(huì)發(fā)生哈希沖突。為了解決哈希沖突，HashMap 采用了鏈地址法（separate chaining）。在鏈地址法中，每個(gè)哈希表的索引對(duì)應(yīng)一個(gè)鏈表，當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)，新的鍵值對(duì)會(huì)被添加到對(duì)應(yīng)索引的鏈表中。

  4. 負(fù)載因子（Load Factor）：負(fù)載因子是哈希表中已存儲(chǔ)元素?cái)?shù)量與哈希表容量之比。當(dāng)負(fù)載因子超過(guò)一定閾值（默認(rèn)為 0.75）時(shí)，HashMap 會(huì)自動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)容，以減少哈希沖突的發(fā)生。擴(kuò)容過(guò)程中，HashMap 會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的哈希表，并將原有的鍵值對(duì)重新分配到新的哈希表中。

總結(jié)一下，HashMap 的鍵值對(duì)存儲(chǔ)原理主要包括哈希表、哈希函數(shù)、哈希沖突解決方法（鏈地址法）以及負(fù)載因子和擴(kuò)容策略。這些技術(shù)共同保證了 HashMap 能夠高效地存儲(chǔ)和檢索鍵值對(duì)。

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