hashmap底层原理是什么

HashMap是Java中常用的数据结构,它基于哈希表实现。下面是HashMap的底层原理:

  1. 数组:HashMap内部使用一个数组来存储数据,数组的长度为2的幂次方(例如16、32、64等)。每个数组元素称为桶(bucket),用于存储键值对。
  2. 哈希函数:HashMap使用哈希函数将键映射到数组索引上。哈希函数可以根据键的特征生成一个唯一的哈希码,然后通过取模运算将哈希码转换为数组索引。
  3. 链表/红黑树:当多个键映射到同一个数组索引上时,它们会以链表形式存储在该桶中。这样的链表被称为“链表散列冲突”。从JDK8开始,当链表长度超过一定阈值时,链表会转化为红黑树,以提高查询和插入的效率。
  4. 存储键值对:HashMap中的每个桶可以存储一个或多个键值对。键值对以Entry对象的形式存储,其中包括键、值和指向下一个节点的指针(如果存在)。
  5. 解决冲突:由于不同的键可能映射到相同的数组索引上,因此需要解决冲突。HashMap使用链表或红黑树来解决冲突,确保所有的键值对都能存储在桶中。
  6. 扩容:当HashMap中的元素数量超过数组长度乘以负载因子时(默认为0.75),会触发扩容操作。扩容会重新计算哈希码,将原有的键值对重新分配到新的更大的数组中,从而降低哈希冲突的概率,并提高性能。

总结起来,HashMap通过哈希函数和数组实现了快速的键值对存取操作。它使用链表或红黑树来解决哈希冲突,并且具备自动扩容的机制,以保证较低的哈希冲突率和高效的操作性能。


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