HashMap为什么使用链表?

HashMap为什么使用链表?

HashMap在处理哈希冲突问题时,主要采用了链表法。哈希冲突是指不同的键通过哈希函数计算得到相同的哈希值,导致需要存储在同一个位置上。为了解决这个问题,HashMap在每个数组的单元格中不仅仅存储一个元素,而是通过链表的形式存储所有哈希值相同的元素,从而有效避免了冲突问题。具体来说,当有新的键值对加入到HashMap中,且其哈希值与已有的键值对冲突时,这个新的键值对会被加入到对应位置的链表中。如果某个位置的链表长度过长(默认阈值为8),并且HashMap的容量大于64,那么这个链表会被转化为红黑树,以优化查找、插入和删除的操作性能。当链表长度减少到6时,它又会回退到普通的链表结构。

除了链表法,哈希冲突还可以通过开放地址法、再哈希法以及建立公共溢出区等方法来解决。

开放地址法:这种方法也称为开放定址法,它的核心思想是当发生冲突时,寻找哈希表中的下一个可用位置。常见的探查序列包括线性探查、二次探查和双重散列。线性探查即顺序查看表中下一个位置是否空闲,直至找到空位;而二次探查则使用探查函数寻找空闲位置。

再哈希法:此方法指当原始哈希函数导致冲突时,使用一个或多个备用的哈希函数尝试解决冲突。这些备用的哈希函数通常设计得与原哈希函数不同,以减少冲突的概率。

建立公共溢出区:所有冲突的元素都被存储在一个单独的溢出区域中。这种方法适用于冲突元素数量相对较少的情况,可以有效减少主哈希区域的负担。

每种方法都有其适用场景和优缺点。开放地址法可能会浪费存储空间,尤其是在哈希表接近满载时效率会显著下降。再哈希法在设计多个有效的哈希函数上可能面临挑战,但能较好地解决冲突问题。公共溢出区的方法简单易实现,但会增加查询时间,特别是在溢出区很大时。