hashMap.containsKey(value)时间复杂度分析

mcrwayfun

11835次阅读 2018-06-21

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1. 分析hashMap.containsKey

hashMap.containsKey(value)的时间复杂度为什么是O(1)呢?这个就要来看一下源码了

    /**

    * Returns true if this map contains a mapping for the

    * specified key.

    *

    * @param  key  The key whose presence in this map is to be tested

    * @return true if this map contains a mapping for the specified

    * key.

    */

    public boolean containsKey(Object key) {

        return getNode(hash(key), key) != null;

    }

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调用了getNode(hash(key), key)方法,参数分别为key的hash值,key。再来看下这个方法的实现

    /**

    * Implements Map.get and related methods

    *

    * @param hash hash for key

    * @param key the key

    * @return the node, or null if none

    */

    final Node getNode(int hash, Object key) {

        Node[] tab; Node first, e; int n; K k;

        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&

            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {

            // 直接命中

            if (first.hash == hash && // always check first node

                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

                return first;

            // 未命中

            if ((e = first.next) != null) {

                if (first instanceof TreeNode)

                    return ((TreeNode)first).getTreeNode(hash, key);

                do {

                    if (e.hash == hash &&

                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

                        return e;

                } while ((e = e.next) != null);

            }

        }

        return null;

    }

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可以看到返回的是first(默认check first node),算法中带n的可能影响时间复杂度的便是:

first = tab[(n - 1) & hash]) != null

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为了探究为什么是O(1),这里就要理解

- Node first是什么

- Node[] tab是什么

Node first:是一个单向链表结点,包含了hash,key,value和指向下个结点的指针

    /**

    * Basic hash bin node, used for most entries.  (See below for

    * TreeNode subclass, and in LinkedHashMap for its Entry subclass.)

    */

    static class Node implements Map.Entry {

        final int hash;

        final K key;

        V value;

        Node next;

        Node(int hash, K key, V value, Node next) {

            this.hash = hash;

            this.key = key;

            this.value = value;

            this.next = next;

        }

        ... get and set method ...

    }

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Node[] tab:是一个数组,值得注意的是,数组长度为2的倍数

    /**

    * The table, initialized on first use, and resized as

    * necessary. When allocated, length is always a power of two.

    * (We also tolerate length zero in some operations to allow

    * bootstrapping mechanics that are currently not needed.)

    */

    transient Node[] table;

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所以tab[(n - 1) & hash]执行了如下操作:

1. 指针first指向那一行数组的引用(那一行数组是通过table下标范围n-1和key的hash值计算出来的),若命中,则通过下标访问数组,时间复杂度为O(1)

2. 如果没有直接命中(key进行hash时,产生相同的位运算值),存储方式变为红黑树,那么遍历树的时间复杂度为O(n)

2. 总结

综上,hashMap.containsKey(value)最好情况便是O(1),最坏情况是O(n)

文章最后发布于: 2018-06-21

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