HashMap 是一种基于哈希表的数据结构,它可以通过哈希函数将键映射到值。当两个不同的键通过哈希函数映射到相同的位置时,就会发生冲突。为了解决这个问题,有以下几种方法:
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开放寻址法(Open Addressing):当发生冲突时,使用某种探测方法在哈希表中寻找空闲的位置。常见的探测方法有线性探测、二次探测和双哈希。
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链地址法(Separate Chaining):在哈希表的每个位置都存储一个链表,当发生冲突时,将新的键值对插入到对应位置的链表中。HashMap 采用的就是这种方法。
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再哈希法(Rehashing):当哈希表的负载因子(已存储元素数量与哈希表容量之比)超过某个阈值时,重新计算哈希值并将元素分布到新的哈希表中。这种方法需要更多的计算资源,但可以保持较低的冲突概率。
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建立公共溢出区:将哈希表分为基本表和溢出表两部分,凡是和基本表发生冲突的元素,一律填入溢出表。
在 HashMap 中,链地址法是最常用的解决冲突方法。当链表长度超过一定阈值(默认为 8)时,链表会转换为红黑树,进一步提高查找效率。
如果你想自己实现一个 HashMap,可以参考以下步骤:
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定义一个哈希表类,包含一个数组(或链表)作为存储结构,以及相关的操作方法(如 put、get、remove 等)。
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实现哈希函数,将键转换为数组的索引。可以使用简单的取模运算,也可以使用更复杂的哈希函数以减少冲突概率。
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在实现 put 方法时,先调用哈希函数计算索引,然后将键值对插入到对应的链表中。如果链表长度超过阈值,转换为红黑树。
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在实现 get 方法时,先调用哈希函数计算索引,然后在对应的链表或红黑树中查找键对应的值。
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在实现 remove 方法时,先调用哈希函数计算索引,然后在对应的链表或红黑树中删除指定的键值对。
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根据需要,还可以实现其他功能,如调整哈希表大小、统计元素个数等。
注意在实现过程中,要保证哈希表的负载因子在合理范围内,以兼顾存储空间和查找效率。当负载因子过高时,可以通过调整哈希表大小来降低负载因子。