HashMap如何真正起作用？

Question

根据这个问题

how-does-a-hashmap-work-in-java和this

许多键值对可以存放在同一个存储桶中（在使用哈希计算存储桶的索引之后），当我们调用get(key)时，它会查看链接列表并使用{{1}进行测试方法。

对我来说听起来并不是真的优化，在使用equals之前是不是要比较链接列表的hashCode？

如果答案为否：

这意味着大多数时间桶只包含1个节点，你能解释一下原因吗？因为根据this logical explanation，许多不同的键可以具有相同的桶索引。

如何实现确保密钥的良好分配？这可能意味着存储桶表大小相对于键数

即使表Bucket大小等于键的数量，HashMap equals函数如何确保键的良好分配？不是随机分布？，

我们可以了解更多细节吗？

Answer 1

实施是开源的，所以我鼓励您read the code提出任何具体问题。但这是一般的想法：

• 良好的hashCode分发的主要责任在于键'类，而不是HashMap。如果密钥的hashCode()方法分布不正确（例如，return 0;）然后HashMap将表现不佳。
• HashMap 做了一些“重新散列”以确保稍微更好的分发，但不多（参见HashMap::hash）
• 在get方面，对存储桶中的每个元素进行了几次检查（是的，实现为链接列表）
  • 首先，HashMap使用传入密钥的hashCode检查元素的hashCode。这是因为此操作很快，并且元素的hashCode在put时被缓存。这样可以防止具有不同hashCodes的元素（因此通过hashCode的契约和由Object建立的等号不相等）但恰好属于同一个桶（请记住，桶索引基本上是hashCode % buckets.length）
  • 如果成功，然后，HashMap会明确检查equals以确保它们真的相等。请记住，相等意味着相同的hashCode，但是相同的hashCode 不需要相等（并且不能，因为某些类可能具有无限数量的不同值 - 如String - 但是只有有限数量的可能的hashCode值）

对hashCode和equals进行双重检查的原因是快速和正确。考虑两个具有不同hashCode的键，但最终位于相同的HashMap存储桶中。例如，如果密钥A具有hashCode = 7并且B具有hashCode = 14，并且存在7个桶，则它们都将在桶0（7 % 7 == 0和14 % 7 == 0）中结束。检查hashCodes有一种快速查看A和B不相等的方法。如果您发现hashCodes相等，那么您可以通过调用equals来确保它不仅仅是hashCode冲突。这只是一个优化，真的;一般的哈希映射算法不需要它。

Answer 2

为了避免在链表中进行多重比较，HashMap中的桶数通常保持足够大，以至于大多数桶只包含一个项目。默认情况下，java.util.HashMap会尝试维护足够的存储区，以使项目数仅为存储区数量的75％。

某些存储桶可能仍然包含多个项目 - 所谓的“哈希冲突” - 其他存储桶将为空。但平均而言，大多数包含项目的桶只包含一个项目。

equals（）方法将始终至少使用一次，以确定密钥是否完全匹配。请注意，equals（）方法通常至少与hashCode（）方法一样快。

良好的hashCode（）实现维护了良好的密钥分发; HashMap对此没什么影响。一个好的hashCode（）方法是返回的哈希与对象的值尽可能随机关系的方法。

对于错误哈希函数的示例，曾几何时，String.hashCode（）方法仅依赖于字符串的开头。问题在于，有时您希望在HashMap中存储一堆字符串，这些字符串都是相同的 - 例如，单个网站上所有页面的URL - 导致哈希冲突的比例过高。我相信String.hashCode（）后来被修改以解决这个问题。

Answer 3

  

dosn它比较链接列表的hachCodes而不是使用   等于

不需要。 hashcode用于确定放置或获取操作的桶号。一旦你知道带有哈希码的桶号并在那里找到它的链表，那么你知道你需要迭代它并需要检查相等性以找到确切的密钥。所以这里不需要哈希码比较

这就是为什么hashcode应该尽可能唯一，以便最好地进行查找。

  

这意味着大多数时间桶只包含1个节点

不。它取决于hascode的唯一性。如果两个密钥对象具有相同的哈希码但不相等，则桶包含两个节点

Answer 4

当我们将Key和Value对象传递给Java HashMap上的put（）方法时，HashMap实现调用Key对象上的hashCode方法，并将返回的hashcode应用到自己的散列函数中，以找到存储Entry对象的存储桶位置，重要的一点是提及是Java中的HashMap将key和value对象存储在存储桶中Map.Entry，这对理解检索逻辑至关重要。

在检索Key的值时，如果hashcode与其他一些键相同，则bucket位置相同，并且HashMap中会发生冲突，因为HashMap使用LinkedList来存储对象，此条目（Map.Entry的对象包含键）和值）将存储在LinkedList中。

密钥的良好分配将取决于hashcode方法的实施。此实现必须遵守哈希码的一般合同：

1. 如果两个对象等于equals（）方法，则hashCode（）方法返回的哈希码必须相同。
2. 每当在单个执行的应用程序中多次在同一对象上调用hashCode（）mehtod时，hashCode（）必须返回相同的整数，前提是不会修改equals和hashcode中使用的信息或字段。在多次执行应用程序期间，此整数不需要相同。
3. 如果两个对象不等于equals（）方法，则不需要哈希码必须不同。虽然为不等对象返回不同的hashCode总是很好的做法。不同对象的不同hashCode可以通过减少冲突来提高hashmap或hashtable的性能。

Answer 5

您可以访问此git-hub存储库“https://github.com/devashish234073/alternate-hash-map-implementation-Java/blob/master/README.md”。

您可以通过基本实现和示例了解HashMap的工作原理。 ReadMe.md解释了所有。

在此处包含示例的某些部分：

假设我必须存储以下键值对。 （KEY1，VAL1） （KEY2，val2）将 （KEY3，VAL3） （....，....） （key99999，val99999）

让我们的哈希算法仅在0到5之间产生值。

首先，我们创建一个带有6个桶的机架，编号为0到5。

存储：

  

存储（keyN，valN）：   
1.getget'keyN'的哈希值   
2.ssuppose我们得到2   
3.将（keyN，valN）存储在机架2中

搜索：

  

搜索keyN：   
1.get hash of keyN   
2.lets说我们得到2   
3.我们遍历机架2并获取密钥并返回值

因此，对于N个键，如果我们将它们线性存储，则需要N比较来搜索最后一个元素，但是对于其哈希算法生成25个值的hashmap，我们只需要进行N / 25比较。 [哈希值均匀分散]