HashMap數組的沖突解決策略主要包括開放定址法和鏈式尋址法(也稱為鏈表法)。以下是這兩種策略的詳細介紹:
開放定址法
開放定址法是一種解決哈希沖突的方法,當發生沖突時,它會從發生沖突的位置開始,按照一定的次序在哈希表中尋找一個空閑的位置來存儲發生沖突的元素。這種方法包括線性探測、二次探測(平方探測)和雙哈希法等。
- 線性探測:在散列表中插入元素時,如果某個數據的值已經存在,則在原來值的基礎上往后加一個單位,直至不發生哈希沖突。
- 平方探測:如果發生沖突,放到(沖突+1平方)的位置,如果還發生沖突,就放到(沖突-1平方)的位置;如果還有人就放到(沖突+2平方)的位置,以此類推,要是負數就倒序數。
- 雙哈希法:使用兩個不同的哈希函數,當第一個哈希函數產生沖突時,使用第二個哈希函數進行計算,直到不再產生沖突。
鏈式尋址法
鏈式尋址法是HashMap中解決哈希沖突的另一種方法。當發生沖突時,HashMap會將具有相同哈希值的元素存儲在一個單向鏈表中。這種方法在處理大量沖突時效率較低,因為需要遍歷鏈表來進行查找、插入或刪除操作。
JDK 1.8版本中的優化
從JDK 1.8版本開始,HashMap對鏈表法進行了優化,引入了紅黑樹。當紅黑樹的鏈表長度大于8且哈希表的容量大于64時,鏈表會轉化為紅黑樹。這種優化可以顯著減少鏈表數據查詢的時間復雜度,提升查詢性能。
性能考慮
- 開放定址法的優點是記錄更容易進行序列化操作,如果記錄總數可以預知,可以創建完美的哈希函數,盡量避免哈希沖突,提高效率。缺點是擴容成本太高,使用探測序列,造成額外計算時間,刪除的時候需要設置刪除標記,造成額外的空間和操作。
- 鏈式尋址法的優點是對記錄總數頻繁可變的情況處理的較好,結點是動態分配,不會造成內存的浪費,刪除記錄比較方便,可是直接通過指針操作。缺點是存儲的記錄是隨機分布在內存中的,跳轉訪問時會帶來額外的開銷,由于使用指針,記錄不容易進行序列化操作。
通過了解這些沖突解決策略及其優缺點,可以幫助我們更好地理解HashMap的工作原理,并在實際應用中做出合適的選擇。