{eval=Array;=+count(Array);}

问答专栏Q & A COLUMN

java面试都问知不知道hashmap的原理,那我就想问,知道原理有什么用?

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问题描述:说实话,对java的集合了解到什么程度,算是合格,即便是大牛中的大牛,大神中的大神,知道集合原理有什么好处,难道说,要重写java的集合,自己写个性能更好的么?
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2条回答

codercao

codercao

回答于2022-06-28 15:51

Java中的HashMap可以说是平时开发中最常用的数据结构之一了,经常使用的集合类还有ArrayList、HashSet,基本上用好HashMap、ArrayList、HashSet这三大集合类,大多数的业务场景就满足了,掌握这三大集合类也是作为一名Java程序员的基础能力。

平时开发大多数的业务场景都是CRUD,且数据量都很小,所以基本上不会有什么问题。那么还需要知道其底层实现原理吗?还需要知道这些集合类的数据结构吗?

当然需要,这很重要!这里就拿HashMap来具体说一说了解它的设计思想多么的重要!

HashMap的数据结构

HashMap的底层数据结构简单来说就是数组+链表+红黑树,这个大家都知道,面试也是高频面试题,用一张图来形容就是:


那这个时候你就得知道数组的好处了,基于下标的随机访问和赋值数组元素的时间复杂度都是O(1),这就能保证HashMap数据没有哈希冲突的时候它的set/put方法都是O(1)的,这也是HashMap要追求的极致目标(尽管会有哈希冲突)。这就是HashMap查询性能快、插入数据快的主要原因,是一个空间换时间的思想。

哈希

但前提是我们得知道我们要把一个数据插入到数组的哪个下标,因此就采用了哈希的思想。一个对象一定有一个唯一的hash值,但是两个对象也有可能有相同的hash值,这叫“哈希冲突”。所以为了更好的利用数组,哈希值计算要尽可能的避免冲突,也就是追求“低碰撞率”。

这也涉及到另外一个问题,比较一个对象的时候为什么要重写它的hashcode()方法和equals()方法。


那业内除了Java自带的Hashcode()方法还有哪些hash算法你了解吗?比如MurmurHash算法。他们都在哪些开源软件中应用到?各种哈希算法的性能比较又如何?我们平时开发能不能借鉴这种思想?


数组与链表

当哈希冲突的时候,HashMap就会使用到链表,即数组+链表,那你知道数组和链表的区别吗?LinkedHashMap和HashMap的区别呢?都适合在哪些场景用到?如果让你手写一个LRU缓存,你会怎么写?

你可能想说我不需要知道数组和链表的数据结构,我也没有手写LRU缓存的场景,我只想做一条安静的咸鱼,简简单单CRUD就好。

高效查找

大家都说平时开发都是CRUD,那你知道如何把CRUD写的高大上一点吗?比如其中的C(查询)应该是最为频繁的。学过数据结构的都知道,高效查找主要的两种算法:有序查找(二分)和哈希查找。HashMap的数组就是用到了哈希查找,时间复杂度是O(1),那么你理解了HashMap的原理是不是就基本掌握了哈希查找算法的原理?另外当哈希冲突导致链表节点数量达到8时候,就会变成红黑树,红黑树就是有序查找的变种。如果你又进一步掌握了红黑树的查找原理,是不是就基本掌握了有序查找算法的原理?所以HashMap的原理重不重要?掌握了HashMap的原理是不是就掌握了高效查找的方法?如果你没掌握这些原理,你觉得掌握了没有用,但是当你掌握了,在日常业务开发中你会发现受用无穷。


HashMap中还有很多思想值得大家学习,掌握这些思想后,其实才是你编程能力的质的提升。手里有武器不用和手里没有武器不是一回事

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HitenDev

HitenDev

回答于2022-06-28 15:51

我觉得底层他更多的是思想,理解思想有利于更快的学习其他知识,另一个对于排错也会有容易一些!

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