数组:
数组具有遍历快,增删慢的特点。数组在堆中是一块连续的存储空间,遍历时数组的首地址是知道的(首地址=首地址+元素字节数 * 下标),所以遍历快(数组遍历的时间复杂度为O(1) );增删慢是因为,当在中间插入或删除元素时,会造成该元素后面所有元素地址的改变,所以增删慢(增删的时间复杂度为O(n) )。
链表:
链表具有增删快,遍历慢的特点。链表中各元素的内存空间是不连续的,一个节点至少包含节点数据与后继节点的引用,所以在插入删除时,只需修改该位置的前驱节点与后继节点即可,链表在插入删除时的时间复杂度为O(1)。但是在遍历时,get(n)元素时,需要从第一个开始,依次拿到后面元素的地址,进行遍历,直到遍历到第n个元素(时间复杂度为O(n) ),所以效率极低。
HashMap:
Hash表是一个数组+链表的结构,这种结构能够保证在遍历与增删的过程中,如果不产生hash碰撞,仅需一次定位就可完成,时间复杂度能保证在O(1)。 在jdk1.7中,只是单纯的数组+链表的结构,但是如果散列表中的hash碰撞过多时,会造成效率的降低,所以在JKD1.8中对这种情况进行了控制,当一个hash值上的链表长度大于8时,该节点上的数据就不再以链表进行存储,而是转成了一个红黑树。
hash碰撞:
hash是指,两个元素通过hash函数计算出的值是一样的,是同一个存储地址。当后面的元素要插入到这个地址时,发现已经被占用了,这时候就产生了hash冲突
hash冲突的解决方法:
开放定址法(查询产生冲突的地址的下一个地址是否被占用,直到寻找到空的地址),再散列法,链地址法等。hashmap采用的就是链地址法,jdk1.7中,当冲突时,在冲突的地址上生成一个链表,将冲突的元素的key,通过equals进行比较,相同即覆盖,不同则添加到链表上,此时如果链表过长,效率就会大大降低,查找和添加操作的时间复杂度都为O(n);但是在jdk1.8中如果链表长度大于8,链表就会转化为红黑树,下图就是1.8版本的(图片来源https://segmentfault.com/a/1190000012926722),时间复杂度也降为了O(logn),性能得到了很大的优化。
下面通过源码分析一下,HashMap的底层实现
首先,hashMap的主干是一个Node数组(jdk1.7及之前为Entry数组)每一个Node包含一个key与value的键值对,与一个next指向下一个node,hashMap由多个Node对象组成。
Node是HhaspMap中的一个静态内部类 :
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash; final K key; V value; Node<K,V> next; Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { this.hash = hash; this.key = key; this.value = value; this.next = next; } public final K getKey() { return key; } public final V getValue() { return value; } public final String toString() { return key + "=" + value; } //hashCode等其他代码 }