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在Java中HashMap是如何存储键值对的

P粉602998670

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发布时间:2025-10-31 11:44:02

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来源于php中文网

原创

HashMap通过数组+链表/红黑树实现,基于哈希码快速存取;2. 每个数组元素为链表头节点,冲突时链表存储,长度超8且数组≥64时转红黑树;3. Node含hash、key、value和next字段;4. put操作先计算key的hash值,扰动处理后通过(n-1)&hash确定索引位置;5. 位置为空则直接插入,否则遍历链表或红黑树,存在相同key则替换,否则新增;6. 插入后判断是否超过容量×负载因子(默认0.75),是则扩容;7. 初始容量16,扩容后容量翻倍并重新散列元素以提升性能。

在java中hashmap是如何存储键值对的

HashMap在Java中通过数组加链表(或红黑树)的方式存储键值对,核心是基于哈希码实现快速存取。

底层数据结构:数组 + 链表/红黑树

HashMap内部维护一个Node类型的数组,每个元素是一个链表的头节点。当发生哈希冲突时(即不同key映射到同一个数组位置),使用链表将这些键值对串起来。从JDK 8开始,当链表长度超过8且数组长度大于等于64时,链表会转换为红黑树,以提升查找性能。

Node结构包含以下字段:

  • int hash:key的哈希值
  • K key:键
  • V value:值
  • Node next:指向下一个节点的引用

存储过程:put方法详解

调用put方法添加键值对时,HashMap按以下步骤操作:

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  • 计算key的hashCode,再经过扰动处理(异或高位)得到最终hash值
  • 根据hash值和数组长度,用 (n - 1) & hash 确定在数组中的索引位置
  • 若该位置为空,直接插入;否则处理冲突
  • 遍历链表或红黑树,检查是否已有相同key,有则替换值,无则新增节点
  • 插入后判断是否需要扩容(默认负载因子0.75)

哈希冲突与扩容机制

多个key可能映射到同一数组下标,这就是哈希冲突。HashMap通过链地址法解决。随着元素增多,查询效率下降,因此引入扩容机制。

  • 初始容量为16,每次扩容容量翻倍
  • 当元素数量超过 容量 × 负载因子(默认0.75)时触发扩容
  • 扩容后重新计算每个元素的位置,提高空间利用率

基本上就这些

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