如何写一个自己的HashMap

       想必很多Java工程师出去面试的时候都会被问到HashMap的底层实现原理，很多人觉得没什么必要，反正我会用就行，就我的感觉而言，在初期确实没什么必要，但是站在公司角度想，如果面试者连底层实现都搞定了，还怕一点表层应用的东西吗？又或者说，我看到了另一个答案最能打动我：沉下去有多深，浮上来就有多高。

开始说一下必要的准备阶段：

1.在写自己的HashMap之初，我们需要对一定HashMap有一个初步的认识，比如HashMap底层是由数组和链表实现的，具体的结构图如图所示：

还有比如说最大容量，初始容量，加载因子，红黑树等等概念

推荐几个具体点的地址：

                  A.微信公众号 --- 码农翻身，搜索HashMap就有

                  B.https://mubu.com/edit/mY8GnK94oi 幕布思维导图

                  C.网易云课堂搜索HashMap，有一门只要一分钱的课程，40多分钟，看完也可以有一个比较明确的了解

2.开始撸代码了

A.首先定义一个自己的Map接口，和链表接口：

public interface MyMapInterface<k,v> {
    // 大小
    int size();
    // 是否为空
    boolean isEmpty();
    // 根据key获取元素
    Object get(Object key);
    // 添加元素
    Object put(Object key,Object value);

    // 内部接口
    interface Entry<k,v>{
        k getKey();
        v getValue();
    }
}

B.编写实现类：

public class MyHashMap<k,v> implements MyMapInterface {
    // 初始容量大小 --- 源码写法 1 << 4
    private final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
    // 加载因子
    private final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
    // 根据定义的静态内部类，初始化链表，长度为默认长度
    Node[] table = new Node[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    // 长度
    private  int size = 0;

    @Override
    public int size() {
        return size;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    @Override
    public Object put(Object key, Object value) {
        // 计算key的hash值
        int hashValue = hash(key);
        // 计算出应该存放的位置
        int i = indexFor(hashValue,table.length);
        // 如果i处有数据且key一样,进行覆盖
        for(Node node = table[i];node != null; node = node.next){
            Object k;
            if(node.hash == hashValue && ((k = node.key)==key||key.equals(k))){
                Object oldValue = node.value;
                node.value = value;
                return  oldValue;
            }
        }
        // 如果i位置没有数据，或i位置有数据，但key是新的key,新增节点
        addEntry(key,value,hashValue,i);
        return null;
    }


    @Override
    public Object get(Object key) {
        // 根据对象的hashcode计算hash值
        int hashValue = hash(key);
        // 根据hash值和链表长度，获取插入位置的索引
        int i = indexFor(hashValue,table.length);
        for(Node node = table[i];node != null;node = node.next){
            if(node.key.equals(key) && hashValue == node.hash){
                return node.value;
            }
        }
        return null;
    }

    // 向Entry添加元素
    // hashvalue --- hash值
    // i --- 索引位置
    public void addEntry(Object key,Object value,int hashValue,int i){
        // 如果超过了数组约定长度，就扩容
        if(++size >= table.length * DEFAULT_LOAD_FACTOR){
            Node[] newTable = new Node[table.length << 1];
            // 复制数组
            //System.arraycopy(table,0,newTable,0,table.length);
            transfer(table,newTable);
            table = newTable;
        }
        // 得到i处的数据
        Node eNode = table[i];
        // 新增节点，将该节点的next指向前一个节点
        table[i] = new Node(hashValue,key,value,eNode);
    }

    // 引用JDK1.7的复制代码
    public void transfer(Node[] src,Node[] newTable) {         //src引用了旧的Entry数组
        int newCapacity = newTable.length;
        for (int j = 0; j < src.length; j++) { //遍历旧的Entry数组
            Node e = src[j];             //取得旧Entry数组的每个元素
            if (e != null) {
                src[j] = null;//释放旧Entry数组的对象引用（for循环后，旧的Entry数组不再引用任何对象）
                do {
                    Node next = e.next;
                    int i = indexFor(e.hash, newCapacity); //！！重新计算每个元素在数组中的位置
                    e.next = newTable[i]; //标记[1]
                    newTable[i] = e;      //将元素放在数组上
                    e = next;             //访问下一个Entry链上的元素
                } while (e != null);
            }
        }
    }


    // 获取插入的位置(取模运算 有瑕疵)
    public int indexFor(int hashValue,int length){
        return hashValue % length;
    }

    // 获取插入的位置,根据Obeject对象的hashcode 获取hash值
    public int hash(Object key){
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

    static class Node implements MyMapInterface.Entry{
        // hash值
        int hash;
        Object key;
        Object value;
        //指向下个节点（单链表）
        Node next;
        Node(int hash,Object key,Object value,Node next){
            this.hash = hash;
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }

        @Override
        public Object getKey() {
            return key;
        }

        @Override
        public Object getValue() {
            return value;
        }
    }
}

C.注释还是很清楚的，在了解了一部分基础知识的情况下，可以完全看动，至少我是这样过来的，需要说明遇到的一个坑，在写代码的初期，进行扩容操作的时候，我用的是System.arraycopy方法进行复制链表，但始终会出现莫名其妙的问题，因此我引入了JDK1.7的源码方法，transfer方法，进行一定的修改后，替换掉上面的复制方法，结果就正常了

D.测试类截图：

如果有错误的地方，希望各位指出，需要互相交流的可以联系我，Q806857264