快速实现一个简单阉割版的HashMap
简单实现一个底层数据结构为数组 + 链表的HashMap,不考虑链表长度超过8个时变为红黑树的情况。
1.示例图
2.分析需求
- put数据时:
- key值hash后的索引处没有元素,需要创建链表头节点,放到该位置的数组空间里。
- key值hash后的索引处有元素,说明产生Hash碰撞,需要在链表中结尾处挂载节点,如果在遍历链表的过程中,发现了同key的数据,则执行覆盖即可,不再继续往下遍历去挂载新节点。
- 假设数组使用的空间超过了总长度的75%,那么对数组进行扩容。先创建新数组,把旧数据写到新数组中(此时需要重新根据key计算Hash,因为数据长度变化了,影响计算结果了),在用新数据替换掉原来的旧数组。
- get数据时:
- key值hash后的索引下标处的元素为空的话,则不存在数据。
- key值hash后的索引下标处存在链表的话,需要遍历链表,找到key相对应的value值。
3.代码实现
Node类实现
package com.zaevn.hashmap; /**
* @author: zae
* @date: 2023/1/30
* @time: 11:25
*/
public class Node { String key;
String value;
Node next; public Node(String key, String value, Node nextNode) {
this.key = key;
this.value = value;
this.next = nextNode;
}
}LinkNode类实现
package com.zaevn.hashmap; /**
* @author: zae
* @date: 2023/1/30
* @time: 11:27
*/
public class ListNode {
// 头节点
Node head; /**
* 添加数据,挂载链表的节点
* @param key
* @param value
*/
public void addNode(String key,String value){
// 如果头节点是空,则结束
if(head == null ){return;} // 如果头节点不为空,则往下挂载节点
Node node = new Node(key,value,null);
Node temp = head;
while(true){
// 遇到相同的key,覆盖数据
if(key.equals(temp.key)){
temp.value = value;
return;
} if(temp.next == null){
break;
}
temp = temp.next;
}
// 循环结束后则挂上数据
temp.next = node;
} /**
* 获取数据
* @param key
* @return
*/
public String getNode(String key){
if(head == null ){return null;} Node temp = head;
while(true){
if(key.equals(temp.key)){
return temp.value;
}
if(temp.next == null){
break;
}
temp = temp.next;
}
return null;
}
}MyHashMap类实现
package com.zaevn.hashmap; /**
* @author: zae
* @date: 2023/1/30
* @time: 11:27
*/
public class MyHashMap {
// 数组初始化:2的n次方
ListNode[] map = new ListNode[8];
// ListNode的个数
int size; // 由于扩容时是先创建一个新数组,因此先声明出来
ListNode[] mapNew;
int sizeNew; /**
* put方法
* @param key
* @param value
*/
public void put(String key,String value){
if(size>map.length * 0.75){
System.out.println("开始进行扩容,当前size="+size+",数组长度为:"+map.length);
doExtendMap();
System.out.println("扩容结束,当前size="+size+",数组长度为:"+map.length);
} // 1.对key进行hash算法然后取模
int index = Math.abs(key.hashCode())%map.length; ListNode listNode = map[index];
// 如果索引位置的元素为空,则新加一个元素(创建头节点)
if(listNode == null){
ListNode listNodeNew = new ListNode();
Node node = new Node(key,value,null);
listNodeNew.head = node;
map[index] = listNodeNew;
size ++;
}else{
// 如果索引位置的元素不为空,则往链表中挂载数据
listNode.addNode(key,value);
}
} public String get(String key){
// 1.对key进行hash算法然后取模
int index = Math.abs(key.hashCode())%map.length; if(map[index] == null){
return null;
}else{
return map[index].getNode(key);
}
} /**
* 达到阈值后开始进行扩容
*/
public void doExtendMap(){
sizeNew = 0;
// 1.先创建一个新的数组,长度为原来的二倍
mapNew = new ListNode[map.length * 2]; // 2.将旧数据映射到新的数组上(因为数组长度变化,因此hash规则变化,所有的值需要重新计算hash值)
for(int i = 0;i<map.length;i++){
ListNode listNode = map[i];
if(listNode == null){
continue;
}
Node temp = listNode.head;
while (true){
doPutData(mapNew,temp.key,temp.value);
if(temp.next == null){
break;
}
temp = temp.next;
}
} // 3.将新的数组替换旧的数组
map = mapNew;
this.size = sizeNew;
} private void doPutData(ListNode[] mapParam,String key,String value){
int index = Math.abs(key.hashCode())%mapParam.length;
ListNode listNode = mapParam[index];
if(listNode == null){
ListNode listNodeNew = new ListNode();
Node node = new Node(key,value,null);
listNodeNew.head = node;
mapParam[index] = listNodeNew;
sizeNew ++;
}else{
listNode.addNode(key,value);
}
} public static void main(String[] args) {
// 1、一般校验
MyHashMap hashMap0=new MyHashMap();
hashMap0.put("key1","value1");
System.out.println("一般校验:"+hashMap0.get("key1"));
System.out.println("--------------------------------------------"); // 2、同key覆盖校验
MyHashMap hashMap1=new MyHashMap();
hashMap1.put("key2","value00");
hashMap1.put("key2","value01");
System.out.println("同key覆盖校验:"+hashMap1.get("key2"));
System.out.println("--------------------------------------------"); // 3、哈希碰撞校验(k1和k9的经过哈希计算后得到的索引都是6)
MyHashMap hashMap2=new MyHashMap();
hashMap2.put("k1","value_k1");
hashMap2.put("k9","value_k9");
System.out.println("哈希碰撞校验:k1:"+hashMap2.get("k1")+" k9:"+hashMap2.get("k9"));
System.out.println("--------------------------------------------"); // 4、扩容校验
MyHashMap hashMap3=new MyHashMap();
hashMap3.put("m3","cccccc");
hashMap3.put("c1","kkkkkk");
hashMap3.put("c2","mmmmmmm");
hashMap3.put("b1","bbbbbbb");
hashMap3.put("m1","cccccc");
hashMap3.put("c3","kkkkkk");
hashMap3.put("c4","mmmmmmm");
hashMap3.put("b2","bbbbbbb");
hashMap3.put("m2","cccccc");
hashMap3.put("c5","kkkkkk");
hashMap3.put("c6","mmmmmmm");
hashMap3.put("b3","bbbbbbb");
System.out.println("扩容后的c4:"+hashMap3.get("c4"));
System.out.println("扩容后的b3:"+hashMap3.get("b3"));
} }
3.运行结果
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