复习一波，hashMap的底层实现原理

前言

HashMa是Java中最常用的集合类框架，也是Java语言中非常典型的数据结构，同时也是我们需要掌握的数据结构；

java中集合的分类：

java中的集合可以分为：单列集合（collection）与双列集合（Map）

单列集合（collection）
collection 有两个重要的子接口，也就是List和Set
List的特点是： （存取有序，有索引，元素可以重复）；
Set的特点是： （存取无序，没有索引，元素不可以重复）；
List 重要的实现类有：ArrayList，LinkedList，Vertor
ArrayList ：底层是数组实现的，查询修改快，增删慢，线程不安全。
LinkedList : 底层是链表实现的，查询修改慢，增删快，线程不安全。
Vertor : 底层是数组实现的，线程安全。
Set 的重要实现类有：HasSet ， LinkedHasSet ， TreeSet
HasSet：底层是哈希算法实现的 ， 效率比较高。
**LinkedHashSet ： 底层也是哈希算法实现的 也是可以保证元素的唯一，原理和HasSet一样 **
TreeSet ：底层原理是 二叉树实现的 。

与双列集合（Map）
Map ：
Map 分别是 HasMap 和 TreeMap
HashMap 底层是哈希算法 ，针对的是 键
LinkedHashMap 底层是链表结构 针对键
TreeMap 底层是二叉树算法 针对键

数组特点：
存储区间是连续，且占用内存严重，空间复杂也很大，时间复杂为O（1）。
优点：是随机读取效率很高，原因数组是连续（随机访问性强，查找速度快）。
缺点：插入和删除数据效率低，因插入数据，这个位置后面的数据在内存中要往后移的，且大小固定不易动态扩展。

链表特点：
区间离散，占用内存宽松，空间复杂度小，时间复杂度O(N)。
优点：插入删除速度快，内存利用率高，没有大小固定，扩展灵活。
缺点：不能随机查找，每次都是从第一个开始遍历（查询效率低）。

哈希表特点：
以上数组和链表，大家都知道各自优缺点。那么我们能不能把以上两种结合一起使用，从而实现查询效率高和插入删除效率也高的数据结构呢？答案是可以滴，那就是哈希表可以满足，接下来我们一起复习HashMap中的put()和get()方法实现原理。

HashMap的put()和get()的实现

1、map.put(k,v)实现原理

第一步首先将k,v封装到Node对象当中（节点）。第二步它的底层会调用K的hashCode()方法得出hash值。第三步通过哈希表函数/哈希算法，将hash值转换成数组的下标，下标位置上如果没有任何元素，就把Node添加到这个位置上。如果说下标对应的位置上有链表。此时，就会拿着k和链表上每个节点的k进行equal。如果所有的equals方法返回都是false，那么这个新的节点将被添加到链表的末尾。如其中有一个equals返回了true，那么这个节点的value将会被覆盖。

2、map.get(k)实现原理

第一步：先调用k的hashCode()方法得出哈希值，并通过哈希算法转换成数组的下标。第二步：通过上一步哈希算法转换成数组的下标之后，在通过数组下标快速定位到某个位置上。重点理解如果这个位置上什么都没有，则返回null。如果这个位置上有单向链表，那么它就会拿着参数K和单向链表上的每一个节点的K进行equals，如果所有equals方法都返回false，则get方法返回null。如果其中一个节点的K和参数K进行equals返回true，那么此时该节点的value就是我们要找的value了，get方法最终返回这个要找的value。

3、为何随机增删、查询效率都很高的原因是？

原因：增删是在链表上完成的，而查询只需扫描部分，则效率高。

4、为什么放在hashMap集合key部分的元素需要重写equals方法？

原因：因为equals默认比较是两个对象内存地址

5、HashMap总结

无序，不可重复为什么是无序的？因为不一定挂到哪一个单向链表上的，因此加入顺序和取出也不一样。怎么保持不可重复？使用equals方法来保证HashMap集合key不可重复，如key重复来，value就会覆盖。存放在HashMap集合key部分的元素，其实就是存放在HashSet集合中，则HashSet集合也需要重写equals和hashCode方法。hashmap集合的默认初始化容量为16，默认加载因子为0.75，也就是说这个默认加载因子是当hashMap集合底层数组的容量达到75%时，数组就开始扩容。hashmap集合初始化容量是2的陪数，为了达到散列均匀，提高hashmap集合的存取效率，

6、注意JDK8之后

JDK8之后，如果哈希表单向链表中元素超过8个，那么单向链表这种数据结构会变成红黑树数据结构。当红黑树上的节点数量小于6个，会重新把红黑树变成单向链表数据结构。