【面经总结】Java集合 - Map
Map 概述
Map 架构

HashMap
要点
- 以 散列(哈希表) 方式存储键值对,访问速度快
- 没有顺序性
- 允许使用空值和空键
- 有两个影响其性能的参数:初始容量和负载因子。
- 初始容量:哈希表创建时的容量
- 负载因子:其容量自动扩容之前被允许的最大饱和量
- 不是线程安全的
Java7
数据结构
实现机制:**数组 + 链表,**通过链表解决哈希冲突。
- table:存储 K-V 的数组
- size:容量,初始为 16
- loadFactor:负载因子,默认为 0.75(元素个数超过容量的 75% 会触发自动扩容,扩容为原始的 2 倍)

获取元素 get
- 通过 key 的哈希计算存储位置
- 遍历链表

计算 hash 方式:高16位不变,低16位和高16位做异或
static final int hash(Object key) {int h;return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
计算下标的时候,是使用 & 位操作,而非求余
(n - 1) & hash
优点:能使用32位计算哈希,避免因为高位没有参与下标的计算而碰撞
添加元素 put
- 通过 key 的哈希计算存储位置
- 查找 key 是否存在
- 存在:覆盖 Value
- 不存在:放到桶里 or 插入链表(头插法)

删除元素 remove
找到指定数据并修改链表引用

Java8
- 实现机制:数组 + 链表 + 红黑树
- 当容量达到 64,且元素达到 8 个时会将链表转为红黑树
- 将链表插入方式改为尾插法(解决循环链表)

链表查询复杂度取决于链表长度,为 O(n)。为了降低开销,Java8 中当容量达到 64,且元素达到 8 个时会转为红黑树,降低复杂度为 O(logN)
Java7 使用 Entry 表示数据节点,Java8 使用 Node 和 TreeNode。
LinkedHashMap
在 HashMap 的基础上,维护一个双向链表,实现插入顺序

TreeMap
- 实现机制:红黑树
- 有序(默认为升序)
- Key 需要定义比较逻辑
- 实现 Comparable 接口
- 重写 compareTo() 方法
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