HashMap包含一个Node数组，Node可以表示具有以下对象的类：
- int hash
- K key
- V value
- Node next
现在我们来看看它是如何工作的。首先我们将看到hash的执行过程。
Hashing
哈希是使用hashCode()方法将对象转换为整数形式的过程。为了获得更好的HashMap性能，必须正确地编写hashCode()方法。这里我们自己定义一个Key类，这样我就可以重写hashCode()方法来显示不同的场景。我的key class:
//custom Key class to override hashCode() // and equals() method class Key { String key; Key(String key) { this.key = key; } @Override public int hashCode() { return (int)key.charAt(0); } @Override public boolean equals(Object obj) { return key.equals((String)obj); } }
这里重写的hashCode()方法以返回第一个字符的ASCII值。所以，只要key的第一个字符相同，hash代码也将是相同的。你不应该在你的实际代码中这样写。这只是为了演示。由于HashMap也允许空键，所以null的hash之是0。
hashCode()方法
方法用于获取对象的hashCode。Object类的hashCode()方法以整数形式返回对象的内存引用。在HashMap中，hashCode()用于计算bucket，从而计算索引。
equals()方法
equals方法用于检查两个对象是否相等。此方法由对象类提供。您可以在您的类中重写它以提供您自己的实现。
HashMap使用equals()比较key是否相等。如果equals()方法返回true，则它们相等，否则不相等。
buckets(哈希桶)
bucket是HashMap数组的一个元素。它用于存储节点。两个或多个节点可以有同一个bucket。在这种情况下，链表结构用于连接节点。buckets与容量的关系如下：
容量=bucket数量*负载系数
一个bucket可以有多个节点，这取决于hashCode()方法。hashCode()方法越好，bucket的利用率就越高。
HashMap中index的计算
key的哈希值可能足够大以创建数组。生成的哈希值可能在整数的范围内，如果我们为这样一个范围创建数组，那么很容易导致outOfMemoryException。所以我们生成index来最小化数组的大小。执行以下操作来计算索引。
index=hashCode(key)&(n-1)
其中n是存储桶数或数组大小。在我们的示例中，我将考虑n作为默认大小，即16。
初始化空的HashMap：这里，hashmap 大小我们取16。
HashMap map = new HashMap();
插入键值对：在上面的HashMap中放入一个键值对
map.put(new Key("vishal"), 20);
步骤：
- 计算键{“vishal”}的哈希code。将生成118。
- 计算index为6。
- 将节点对象创建为：
{ int hash = 118 // {"vishal"} is not a string but // an object of class Key Key key = {"vishal"} Integer value = 20 Node next = null }
- 如果没有其他对象，则将此对象放在索引6处。
插入另一个键值对：
map.put(new Key("sachin"), 30);
步骤：
- 计算键{“sachin”}的哈希码。它将生成为115。
- 计算index为3。
- 将节点对象创建为：
{ int hash = 115 Key key = {"sachin"} Integer value = 30 Node next = null }
如果没有其他对象出现，则将此对象放在索引3处。
发生碰撞时：现在，再放键值对，
map.put(new Key("vaibhav"), 40);
步骤：
- 计算密钥{“vaibhav”}的哈希码。将生成118。
- 计算index为6。
- 将节点对象创建为：
{ int hash = 118 Key key = {"vaibhav"} Integer value = 40 Node next = null }
- 如果没有其他对象出现，则将此对象放在索引6处。
- 在这种情况下，节点对象是在索引6找到的–这是一个碰撞案例。
- 在这种情况下，通过hashCode()和equals()方法检查两个键是否相同。
- 如果键相同，则将值替换为当前值。否则，通过链表将这个节点对象连接到上一个节点对象，并且两者都存储在索引6中。
使用get()方法
现在让我们尝试一些get方法来获取一个值。get(Key key)方法用于通过键获取值。如果不知道键，则无法获取值。
获取key为sachin的数据：map.get(new Key("sachin"));
步骤：
- 计算密钥{“sachin”}的哈希代码。它将生成为115。
- 计算index为3。
- 转到数组的索引3，比较第一个元素的键和给定的键。如果两者都等于，则返回值，否则检查下一个元素（如果存在）。
- 在我们的例子中，它作为第一个元素被找到，返回值是30。
map.get(new Key("vaibhav"));
步骤：
- 计算密钥{“vaibhav”}的哈希码。将生成118。
- 计算index为6。
- 转到数组的索引6，比较第一个元素的键和给定的键。如果两者都等于，则返回值，否则检查下一个元素（如果存在）。
- 在我们的例子中，它不是作为第一个元素找到的，而node对象的下一个元素不为null。
- 如果node下个元素为null，则返回null。
- 如果node下个不为null，则遍历到第二个元素并重复过程3，直到找不到key或next不为nul
完整代码
// Java program to illustrate // internal working of HashMap import java.util.HashMap; class Key { String key; Key(String key) { this.key = key; } @Override public int hashCode() { int hash = (int)key.charAt(0); System.out.println("hashCode for key: " + key + " = " + hash); return hash; } @Override public boolean equals(Object obj) { return key.equals(((Key)obj).key); } } // Driver class public class GFG { public static void main(String[] args) { HashMap map = new HashMap(); map.put(new Key("vishal"), 20); map.put(new Key("sachin"), 30); map.put(new Key("vaibhav"), 40); System.out.println(); System.out.println("Value for key sachin: " + map.get(new Key("sachin"))); System.out.println("Value for key vaibhav: " + map.get(new Key("vaibhav"))); } }
输出：
hashCode for key: vishal = 118 hashCode for key: sachin = 115 hashCode for key: vaibhav = 118 hashCode for key: sachin = 115 Value for key sachin: 30 hashCode for key: vaibhav = 118 Value for key vaibhav: 40
Java8中的HashMap的增强
我们现在知道，在哈希冲突的情况下，对象作为节点存储在链表和equals()方法用于比较键。在链表中找到正确的key是一个线性操作，因此在最坏的情况下，复杂性变成O(n)。
为了解决这个问题，java8散列元素在达到某个阈值后使用平衡树而不是链表。这意味着HashMap从在链表中存储条目对象开始，但是当散列中的项数大于某个阈值时，哈希将从使用链表变为平衡树，从而将最坏情况下的性能从O(n)提高到O(log n)。
注意点
- 在没有扩容之前，对于put()和get()方法，时间复杂度几乎是恒定的。
- 当发生冲突时，即两个或多个节点的索引相同，节点通过链表连接，即第二个节点被第一个节点引用，第三个节点被第二个节点引用，依此类推。
- 如果给定的键已经存在于HashMap中，则该值将替换为新值。
- key是null的哈希值为0。
- 当获取带有键的对象时，将遍历链表，直到键匹配或在下一个字段中找到null为止。