扰动函数和拉链法模拟HashMap的存储结构

HashMap是Map接口下面的子孙,它对外是K,V结构存储的,而内部也着自己的存储结构,它的get操作是O(1)的时间复杂度,可以说是非常快的找到目录,而添加时,也是O(1),所以在键值存储里,它成为了我们的首选,在多线程情况下,要注意,它不是线程安全的。如果是多线程情况下,请使用ConcurrentHashMap.

就是JDK1.8之前

JDK1.8 之前 HashMap 底层是 数组和链表 结合在一起使用也就是 链表散列。HashMap 通过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理过后得到 hash 值,然后通过(n - 1) & hash判断当前元素存放的位置(这里的 n 指的是数组的长度),如果当前位置存在元素的话,就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,如果相同的话,直接覆盖,不相同就通过拉链法解决冲突。

我们简单起见,我们使用Map来模块Map的查找方式,真正的Map是使用数组+链表实现的。

使用数组+链表模拟Map

/**
   * 原版-扰动法+拉链法
   *
   * @param list
   * @param val
   */
  void moniLinkList(LinkedList[] list, String val) {
    int length = list.length;
    int index = (length - 1) & val.hashCode();
    LinkedList linkedList = list[index];
    if (linkedList != null) {
      linkedList.add(val);
    } else {
      linkedList = new LinkedList();
      linkedList.add(val);
    }
    list[index] = linkedList;
  }

测试一下

@Test
  public void moniLinkListTest() {
    LinkedList[] list = new LinkedList[8];
    moniLinkList(list, "a");
    moniLinkList(list, "b");
    moniLinkList(list, "c");
    moniLinkList(list, "d");
    moniLinkList(list, "e");
    moniLinkList(list, "f");
    moniLinkList(list, "zzl");
    for (int i = 0; i < list.length; i++) {
      System.out.print(list[i] + " ");
    }
  }

结到我们希望的结果

null [a] [b] [c] [d, zzl] [e] [f] null 

模拟你的Map的查找过程

  /**
   * 扰动法+拉链法.
   */
  void moniMap(Map<Integer, Map<String, String>> moni, String val, int length) {
    int index = (length - 1) & val.hashCode();
    if (moni.containsKey(index)) {
      Map<String, String> map = moni.get(index);
      map.put(val, val);
    } else {
      moni.put(index, new HashMap<String, String>() {{
        put(val, val);
      }});
    }
  }

添加一个测试代码

@Test
  public void moniTest() {
    int len = 4;
    Map<Integer, Map<String, String>> moni = new HashMap<>();
    moniMap(moni, "a", len);
    moniMap(moni, "b", len);
    moniMap(moni, "c", len);
    moniMap(moni, "b", len);
    moniMap(moni, "e", len);
    moniMap(moni, "zzl", len);
    moniMap(moni, "zhl", len);
    moniMap(moni, "zhz", len);
    System.out.println(moni);
  }

结果

{
0={zzl=zzl, zhz=zhz}, 
1={a=a, e=e}, 
2={b=b, zhl=zhl},
3={c=c}
}

从结果中我们可以看到,首先根据扰动法找到一个索引号,然后当不同hash在计算后生成了相同的索引号,这时需要走拉链法,将他们分组到一个链表里,就这样,我们看到
了一个被分组之后的数据。

posted @ 2019-05-23 18:28  张占岭  阅读(412)  评论(0编辑  收藏