HashMap底层数据结构

jdk1.8之前：数组+链表

jdk1.8之后：数组+链表+红黑树

1. 数组的时间复杂度:O(1)
2. 链表的时间复杂度:O(N)
3. 红黑树时间复杂度:O(logn)

为什么使用数组?

数组的的读、写速度快。（查询快，增删慢）

为什么使用链表？

为了避免数据的KEY产生哈希碰撞后将原有的数组下标对应的值直接替换。（查询慢，增删快）

为什么使用红黑树？

为了解决链表过长性能低的问题，增加查找，插入，删除的效率。

 

HashMap的put()和get()的实现：

map.put(k,v)实现原理

1.先将k、v封装到NODE对象当中；

2.底层调用k的hashcode()方法计算出hash值；

3.（return h & （length-1））h代表hash值，length代表HashMap的容量

通过取模算法计算出数组的下标，如果下标的位置上没有元素，就会把Node添加到这个位置上，

如果下标的位置上有链表，就会调用object中的equals方法将Node中k和链表中每个节点的k进行比较，相同会直接覆盖，不相同会添加到链表的末尾。

当单向链表数据结构长度大于8时，会形成红黑树数据结构，增加性能。当红黑树上的节点数量小于6个，会重新把红黑树变成单向链表数据结构。

map.get(k)实现原理

1.底层调用k的hashcode()方法计算出hash值；

2.通过hash值用取模算法计算出数组下标，快速定位到某个位置上，如果该位置上没有值，直接返回null，

如果该位置上由单向链表，就会调用object中的equals方法将Node中k和链表中每个节点的k进行比较，

如果equals方法返回false，则get结果为null，如果equals方法返回true，则get结果为该节点的value。

 

hashmap初始容量为什么是16？

基于效率和内存使用上的一个权衡值；

太大了浪费空间，太小了，频繁扩容，影响效率。

为什么加载因子为0.75f？

因为0.75正好是3/4，而容量又是2的幂，两个数的乘积始终为整数

为什么HashMap中链表长度超过8会转换成红黑树?

红黑树的平均查找长度是log(n)，长度为8，查找长度为log(8)=3，链表的平均查找长度为n/2，当长度为8时，平均查找长度为8/2=4，这才有转换成树的必要；

链表长度如果是小于等于6，6/2=3，虽然速度也很快的，但是转化为树结构和生成树的时间并不会太短。

还有选择6和8的原因是：

　　中间有个差值7可以防止链表和树之间频繁的转换。假设一下，如果设计成链表个数超过8则链表转换成树结构，链表个数小于8则树结构转换成链表，如果一个HashMap不停的插入、删除元素，链表个数在8左右徘徊，就会频繁的发生树转链表、链表转树，效率会很低。