java高级18- HASHCODE原理详解

假设在List中存放着无重复名称，没有顺序的2000000个Hero
要把名字叫做“hero 1000000”的对象找出来
List的做法是对每一个进行挨个遍历，直到找到名字叫做“hero 1000000”的英雄。
最差的情况下，需要遍历和比较2000000次，才能找到对应的英雄。

使用HashMap 做同样的查找
1. 初始化2000000个对象到HashMap中。
2. 进行10次查询
3. 统计每一次的查询消耗的时间
可以观察到，几乎不花时间，花费的时间在1毫秒以内

1.分析HashMap性能卓越的原因

-----hashcode概念-----
所有的对象，都有一个对应的hashcode（散列值）
比如字符串“gareen”对应的是1001 (实际上不是，这里是方便理解，假设的值)
比如字符串“temoo”对应的是1004
比如字符串“db”对应的是1008
比如字符串“annie”对应的也是1008
-----保存数据-----
准备一个数组，其长度是2000，并且设定特殊的hashcode算法，使得所有字符串对应的hashcode，都会落在0-1999之间
要存放名字是"gareen"的英雄，就把该英雄和名称组成一个键值对，存放在数组的1001这个位置上
要存放名字是"temoo"的英雄，就把该英雄存放在数组的1004这个位置上
要存放名字是"db"的英雄，就把该英雄存放在数组的1008这个位置上
要存放名字是"annie"的英雄，然而 "annie"的hashcode 1008对应的位置已经有db英雄了，那么就在这里创建一个链表，接在db英雄后面存放annie
-----查找数据-----
比如要查找gareen，首先计算"gareen"的hashcode是1001，根据1001这个下标，到数组中进行定位，（根据数组下标进行定位，是非常快速的） 发现1001这个位置就只有一个英雄，那么该英雄就是gareen.
比如要查找annie，首先计算"annie"的hashcode是1008，根据1008这个下标，到数组中进行定位，发现1008这个位置有两个英雄，那么就对两个英雄的名字进行逐一比较(equals)，因为此时需要比较的量就已经少很多了，很快也就可以找出目标英雄
这就是使用hashmap进行查询，非常快原理。
这是一种用空间换时间的思维方式。

2.自定义MyHashMap

MyHashMap内部由一个长度是2000的对象数组实现。
设计put(String key,Object value)方法
首先通过上一个自定义字符串的hashcode练习获取到该字符串的hashcode,然后把这个hashcode作为下标，定位到数组的指定位置。 
如果该位置没有数据，则把字符串和对象组合成键值对Entry，再创建一个LinkedList，把键值对，放进LinkedList中，最后把LinkedList 保存在这个位置。
如果该位置有数据，一定是一个LinkedList,则把字符串和对象组合成键值对Entry，插入到LinkedList后面。
设计 Object get(String key) 方法
首先通过上一个自定义字符串的hashcode练习获取到该字符串的hashcode,然后把这个hashcode作为下标，定位到数组的指定位置。 
如果这个位置没有数据，则返回空。
如果这个位置有数据，则挨个比较其中键值对的键-字符串，是否equals，找到匹配的，把键值对的值，返回出去。找不到匹配的，就返回空。

public interface IHashMap {
    public void put(String key,Object object);
    public Object get(String key);
}

//键值对
public class Entry {
 
    public Entry(Object key, Object value) {
        super();
        this.key = key;
        this.value = value;
    }
    public Object key;
    public Object value;
    @Override
    public String toString() {
        return "[key=" + key + ", value=" + value + "]";
    }
     
}

public class MyHashMap implements IHashMap {
    LinkedList[] values = new LinkedList[2000];
 
    @Override
    public void put(String key, Object object) {
        // 拿到hashcode
        int hashcode = hashcode(key);
 
        // 找到对应的LinkedList
        LinkedList list = values[hashcode];
        // 如果LinkedList是null，则创建一个LinkedList
        if (null == list) {
            list = new LinkedList<>();
            values[hashcode] = list;
        }
 
        // 判断该key是否已经有对应的键值对
        boolean found = false;
        for (Entry entry : list) {
            // 如果已经有了，则替换掉
            if (key.equals(entry.key)) {
                entry.value = object;
                found = true;
                break;
            }
        }
 
        // 如果没有已经存在的键值对，则创建新的键值对
        if (!found) {
            Entry entry = new Entry(key, object);
            list.add(entry);
        }
 
    }
 
    @Override
    public Object get(String key) {
        // 获取hashcode
        int hashcode = hashcode(key);
        // 找到hashcode对应的LinkedList
        LinkedList list = values[hashcode];
        if (null == list)
            return null;
 
        Object result = null;
 
        // 挨个比较每个键值对的key，找到匹配的，返回其value
        for (Entry entry : list) {
            if (entry.key.equals(key)) {
                result = entry.value;
                break;
            }
        }
 
        return result;
 
    }
 
    private static int hashcode(String str) {
        // TODO Auto-generated method stub
        if (0 == str.length())
            return 0;
 
        int hashcode = 0;
        char[] cs = str.toCharArray();
        for (int i = 0; i < cs.length; i++) {
            hashcode += cs[i];
        }
        hashcode *= 23;
        // 取绝对值
        hashcode = hashcode < 0 ? 0 - hashcode : hashcode;
        // 落在0-1999之间
        hashcode %= 2000;
 
        return hashcode;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
         MyHashMap map =new MyHashMap();
        //
        // map.put("t", "坦克");
        // map.put("adc", "物理");
        // map.put("apc", "魔法");
        // map.put("t", "坦克2");
        //
        // System.out.println(map.get("adc"));
        //
        // System.out.println(map);
         
         System.out.println(map.hashcode("name=hero-2387"));
         System.out.println(map.hashcode("name=hero-5555"));
 
    }
 
    public String toString() {
        LinkedList result = new LinkedList();
 
        for (LinkedList linkedList : values) {
            if (null == linkedList)
                continue;
            result.addAll(linkedList);
        }
        return result.toString();
    }
 
}