java中的HashMap

　　HashMap是使用最频繁、最重要的数据结构之一，提供了字典操作功能，Insert、Search、Delete操作的效率都很高。本文将尝试用Java实现一个最简单的HashMap.因为简单，才容易看到HashMap的本真设计思想。

　　什么是Hash

　　依我的理解，Hash就是把一个对象转化为一个正整数的过程。相同的对象产生相同的Hash Code,但不同的对象的Hash Code具有随机的特点，不同的Hash Code均匀分布。不同的对象也可能Hash Code相同，产生碰撞。

　　为什么Hash

　　Map存储的是键值对，存储的方式一般通过数组来完成。假设Key的可能集合为S,如果不Hash,那么要创建一个size大于等于S.length的数组来存储键，否则某些Key可能找不到槽位来放数据。当S很大，而真正使用到的数据又相对较小的时候，会造成空间的浪费。把S映射到一个较小的集合R,Hash正好用来做这样的Mapping,只不过得到的整数要处理一下，大小控制在R的范围之内。

　　具体实现

　　主要包括Insert(新增)，Put(新增或者修改)，Search(查询)，Delete(删除)四个操作。Hash的过程利用了Object的hashcode()，也参考了算法导论的乘法Hash算法。解决碰撞使用了链表法，注意Node的next属性。

　　public class HashMap {

　　private static int DEFAULT_CAPACITY = 16;

　　private static double A = (Math.pow(5, 0.5) - 1) / 2;

　　private int capacity;

　　private int size = 0;

　　private Node[] buckets;

　　public HashMap() {

　　this(DEFAULT_CAPACITY);

　　}

　　@SuppressWarnings("unchecked")

　　public HashMap(int capacity) {

　　if (capacity <= 0) {

　　throw new IllegalArgumentException(

　　"capacity can not be negative or zero");

　　}

　　// 保证 capacity 是2的n次方

　　int temp = 1;

　　while (temp < capacity) {

　　temp 《= 2;

　　}

　　this.capacity = temp;

　　buckets = new Node[this.capacity];

　　}

　　public void insert(K key, V value) {

　　if (key == null) {

　　throw new IllegalArgumentException("key can not be null");

　　}

　　int position = index(key);

　　Node node = new Node(key, value);

　　if (buckets[position] != null) {

　　node.setNext(buckets[position]);

　　}

　　buckets[position] = node;

　　size++;

　　}

　　public void put(K key, V value) {

　　if (key == null) {

　　throw new IllegalArgumentException("key can not be null");

　　}

　　int position = index(key);

　　Node node = buckets[position];

　　while (node != null) {

　　if (node.key.equals(key)) {

　　node.value = value;

　　return;

　　}

　　node = node.next;

　　}

　　Node newNode = new Node(key, value);

　　if (buckets[position] != null) {

　　newNode.setNext(buckets[position]);

　　}

　　buckets[position] = newNode;

　　size++;

　　}

　　public void delete(K key) {

　　if (key == null) {

　　throw new IllegalArgumentException("key can not be null");

　　}

　　int position = index(key);

　　Node node = buckets[position];

　　if (node == null) {

　　return;

　　}

　　if (node.key.equals(key)) {

　　buckets[position] = node.next;

　　size--;

　　}

　　while (node.next != null) {

　　if (node.next.key.equals(key)) {

　　node.next = node.next.next;

　　size--;

　　break;

　　}

　　node = node.next;

　　}

　　}