hashmap的数据结构（hashmap数据结构及原理）

简介：

HashMap是Java中非常常用的数据结构之一，也是Java集合框架中最为重要的组成部分之一。它可以存储键值对，并按照给定的哈希函数来计算每个键值对应的位置。在存储和查找数据时，HashMap比传统的数组和链表效率更高。

多级标题：

一、什么是HashMap

二、哈希函数

三、哈希碰撞的解决办法

四、实现原理

五、常用API

详细说明：

一、什么是HashMap

HashMap是一种散列表的实现，它通过哈希函数来计算每个键值对应的位置。HashMap中存储的是键值对，每个键值都有一个唯一的索引。通过索引可以快速定位到需要的值。

HashMap的特点是快速插入、删除和查找数据，但是会牺牲一定的空间。HashMap对于大数据量的存储效率非常高，而且可以支持并发读取，是Java集合框架中非常重要的组成部分。

二、哈希函数

哈希函数是将键映射为唯一的索引值的函数。在Java中，哈希函数是由hashCode()方法来实现的。每个对象的hashCode值都不一样，它是由Java虚拟机内部算法生成的。

在计算哈希值的过程中，可能会出现两个键值对计算出的哈希值相同的情况。这种情况被称为哈希冲突，是HashMap中需要注意的问题之一。

三、哈希碰撞的解决办法

在HashMap中，哈希碰撞的解决方案有两种：链式存储和开放地址法。

链式存储：指的是在HashMap中，当发生哈希碰撞时，就将所涉及的键值对存储在同一位置的链表中。它的优点是比较简单，实现容易，但是它的查询效率较低。

开放地址法：指的是在HashMap中，当发生哈希碰撞时，就找到空闲位置来存储该键值对。它的优点是空间利用率高，查询效率比链式存储要高，但是实现较为复杂。

四、实现原理

HashMap的实现原理是基于数组和链表来实现的。它内部有一个数组table，并通过哈希函数来计算每个键值对应的位置，即数组下标。当发生哈希冲突时，就将所涉及的键值对存储在链表中。

在Java中，HashMap是利用transient关键字来避免不必要的序列化。它的默认大小是16，负载因子是0.75。

五、常用API

HashMap中最常用的API有：

· put(key,value)方法：添加一个键值对到HashMap中。

· get(key)方法：根据键值获取对应的值。

· remove(key)方法：根据键值删除对应的键值对。

· clear()方法：清空HashMap中的数据。

· containsKey(key)方法：判断HashMap中是否包含指定的键值。

· containsValue(value)方法：判断HashMap中是否包含指定的值。