hashMap原理（一）

概念

HashMap是java中一种非常常用的基于哈希表的数据结构，允许o(1)

的时间复杂度进行元素插入，查找，和删除。它通过”键-值“ 对的方式存储数据。

总的来说：HashMap的底层原理：数组+链表+红黑树（jdk1.8之后还涉及红黑树）。

哈希函数与哈希值：每个键都会通过哈希函数计算哈希值，然后通过哈希值决定数组在那个桶（buxket)中。桶是一个数组的存储位置。

数组：hashmap底层是一个数组，每个数组元素存放一个链表或者红黑树（1.8之后）

当新元素插入hashmap时，它首先根据哈希值找到数组中的某个位置（桶）。如果该位置为空，则

则直接插入；如果该位置已经存在了元素（发生碰撞），链表或红黑树解决冲突。

hash冲突——链表和红黑树：

如果发生哈希冲突，hashMap会将相同的哈希值的元素以链表的形式存储在一个桶中（数组的某个位置）。

当链表长度过长时候，时间复杂度变为O(n).当链表长度超过一定的阈值（默认是8）时，链表会转换为红黑树，从而将时间复杂度从O(n)降低到O（log n).

负载因子和扩容：

Hash Map有一个重要的参数叫负载因子，它决定了当数组中元素数量超过数组容量的多大比例时，会触发扩容操作。默认负载因子是0.75，当HashMap的元素数量达到数组容量的75%时，HashMap会自动扩容，通常会将数组容量扩展为原来的2倍。扩容时，HashMap会重新分配一个更大的数组，并将原来的数组映射到新的数组中，这个过程叫做rehashing。过程比较耗时，因为要重新计算每个元素的哈希值，并将其放入桶中。

源码分析：

HashMap 的默认初始化容量是 16，负载因子是 0.75。

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

HashMap 的 put 方法是插入元素的核心逻辑。
hash() 方法计算键的哈希值。为了减少哈希冲突，它通过异或运算将高位信息与低位结合，混合高位与低位的位信息.

public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}