Implementierungsprinzip von Hashmap in Java

HashMap wird mithilfe einer Hash-Tabelle implementiert und ordnet Schlüssel über Hash-Funktionen Slots zu, um einen schnellen Zugriff zu erreichen. Bei der Konfliktbearbeitung kommen Techniken wie Zippers, Open Addressing und Buckets zum Einsatz. Der Lastfaktor steuert das Verhältnis der Anzahl der Elemente zur Anzahl der Buckets. Ist er zu hoch, kommt es zu Konflikten. HashMap wird automatisch erweitert, um Konflikte zu reduzieren. Es ist standardmäßig nicht threadsicher und erfordert stattdessen die Verwendung von ConcurrentHashMap.

Implementierungsprinzip von HashMap

HashMap ist eine häufig verwendete Datenstruktur in Java, die zum Speichern von Schlüssel-Wert-Paaren verwendet wird. Es wird auf Basis einer Hash-Tabelle implementiert und ordnet einem Slot über eine Hash-Funktion einen Schlüssel zu, um schnell auf Elemente zuzugreifen.

Hash-Funktion

Die Hash-Funktion wandelt den Schlüssel in eine Ganzzahl um, die die Position des Schlüssels in der Hash-Tabelle darstellt. HashMap verwendet die Methode hashCode(), um einen Hash-Code zu generieren, und ordnet ihn dann durch eine Modulo-Operation einem Slot zu. hashCode() 方法生成哈希码，然后通过模运算映射到一个槽位。

冲突处理

当两个键哈希到同一个槽位时，就会发生冲突。HashMap 使用以下技术来处理冲突：

• 拉链法：将冲突的元素保存在一个链表中。
• 开放寻址：在哈希表中查找下一个可用槽位，并将元素插入其中。

桶

哈希表被划分为多个桶，每个桶都是一个链表或数组。冲突的元素被存储在同一个桶中。

负载因子

负载因子是指存储在哈希表中的元素数量与桶数量之比。如果负载因子过高，哈希表会变得不高效，因为冲突会增加。HashMap 允许用户设置负载因子，默认值为 0.75。

扩容

当负载因子达到预设阈值时，HashMap 会自动扩容。它创建一个更大的哈希表，并将元素重新散列到新表中。扩容有助于减少冲突并提高哈希表的效率。

线程安全性

默认情况下，HashMap 不是线程安全的。为了在多线程环境中使用 HashMap，需要使用 ConcurrentHashMap

🎜Konfliktbehandlung🎜🎜🎜Ein Konflikt tritt auf, wenn zwei Schlüssel auf denselben Steckplatz hashen. HashMap verwendet die folgenden Techniken, um Konflikte zu behandeln: 🎜

• 🎜Zipper-Methode: 🎜Konfliktierende Elemente in einer verknüpften Liste speichern.
• 🎜Offene Adressierung: 🎜Suchen Sie den nächsten verfügbaren Slot in der Hash-Tabelle und fügen Sie das Element dort ein.

🎜🎜Buckets🎜🎜🎜Die Hash-Tabelle ist in mehrere Buckets unterteilt, und jeder Bucket ist eine verknüpfte Liste oder ein Array. Widersprüchliche Elemente werden im selben Bucket gespeichert. 🎜🎜🎜Ladefaktor🎜🎜🎜Der Ladefaktor ist das Verhältnis der Anzahl der in der Hash-Tabelle gespeicherten Elemente zur Anzahl der Buckets. Wenn der Auslastungsfaktor zu hoch ist, wird die Hash-Tabelle ineffizient, da die Kollisionen zunehmen. Mit HashMap kann der Benutzer den Lastfaktor festlegen. Der Standardwert beträgt 0,75. 🎜🎜🎜Erweiterung🎜🎜🎜Wenn der Lastfaktor den voreingestellten Schwellenwert erreicht, wird HashMap automatisch erweitert. Es erstellt eine größere Hash-Tabelle und führt die Elemente erneut in die neue Tabelle ein. Die Größenanpassung trägt dazu bei, Kollisionen zu reduzieren und die Effizienz der Hash-Tabelle zu verbessern. 🎜🎜🎜Thread-Sicherheit🎜🎜🎜Standardmäßig ist HashMap nicht threadsicher. Um HashMap in einer Multithread-Umgebung verwenden zu können, müssen Sie ConcurrentHashMap verwenden, eine threadsichere HashMap-Implementierung. Es verwendet gleichzeitige Datenstrukturen, um den gleichzeitigen Zugriff zu verarbeiten. 🎜

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