diff --git a/09-paper/002/02-Map.md b/09-paper/002/02-Map.md index fe8eaf8..64a553a 100644 --- a/09-paper/002/02-Map.md +++ b/09-paper/002/02-Map.md @@ -1,8 +1,152 @@ - +# Java面试炼金系列 (2) | Map接口、HashMap类的常见面试题剖析 ## 0x0 基础知识 +### 1. 集合体系 + +Java集合是面试中的重要考点,特别是List和Map接口实现类,属于工作中CRUD最常用的工具,所以经常在面试中出现,用于考察面试者的Java基本功。 + +Java 集合大致可以分为两大体系,一个是 Collection,另一个是 Map; + +- Collection :主要由List、Set、Queue接口组成,List代表有序、重复的集合;其中Set代表无序、不可重复的集合;Java 5 又增加了Queue体系集合,代表一种队列集合实现。 +- Map:则代表具有映射关系的键值对集合。 + +**java.util.Collection 下的接口和继承类关系简易结构图:** + +![](collection1.jpg) + +**java.util.Map 下的接口和继承类关系简易结构图:** + +![](collection2.jpg) + +关于集合框架的详细解释会在下节中阐述,本节只关注Map,以及重点内容HashMap。 + +### 2. Map接口 + +- Correction、Set、List接口都属于单值的操作,而Map中的每个元素都使用key——>value的形式存储在集合中。 +- Map集合:该集合存储键值对。一对一对往里存。而且要保证键的唯一性。 + +![](map.png) + + + +![](map2.png) + +### 3. HashMap实现类 + +HashMap内部实现细节是面试中最常见的高频考点,除了最基础的用法之外,对于不同版本的底层实现(JDK1.7 和JDK1.8)的细节和区别也需要掌握。 + +#### 3.1 简介 + +![](hashmap.png) + +#### 3.2 底层数据结构:Hash表 + +**数组**:采用一段连续的存储单元来存储数据。对于指定下标的查找,时间复杂度为O(1);通过给定值进行查找,需要遍历数组,逐一比对给定关键字和数组元素,时间复杂度为O(n),当然,对于有序数组,则可采用二分查找,插值查找,斐波那契查找等方式,可将查找复杂度提高为O(logn);对于一般的插入删除操作,涉及到数组元素的移动,其平均复杂度也为O(n) + +**线性链表**:对于链表的新增,删除等操作(在找到指定操作位置后),仅需处理结点间的引用即可,时间复杂度为O(1),而查找操作需要遍历链表逐一进行比对,复杂度为O(n) + +**二叉树**:对一棵相对平衡的有序二叉树,对其进行插入,查找,删除等操作,平均复杂度均为O(logn)。 + +**哈希表**:相比上述几种数据结构,在哈希表中进行添加,删除,查找等操作,性能十分之高,不考虑哈希冲突的情况下(后面会探讨下哈希冲突的情况),仅需一次定位即可完成,时间复杂度为O(1),接下来我们就来看看哈希表是如何实现达到惊艳的常数阶O(1)的。 + +我们知道,数据结构的物理存储结构只有两种:**顺序存储结构**和**链式存储结构**(像栈,队列,树,图等是从逻辑结构去抽象的,映射到内存中,也这两种物理组织形式),而在上面我们提到过,在数组中根据下标查找某个元素,一次定位就可以达到,哈希表利用了这种特性,**哈希表的主干就是数组**。 + +**比如我们要新增或查找某个元素,我们通过把当前元素的关键字 通过某个函数映射到数组中的某个位置,通过数组下标一次定位就可完成操作。** +   +这个函数可以简单描述为:**存储位置 = f(关键字)** ,这个函数f一般称为哈希函数,这个函数的设计好坏会直接影响到哈希表的优劣。举个例子,比如我们要在哈希表中执行插入操作: + +![](hash1.png) + +- **解决哈希冲突**: + - **如果两个不同的元素,通过哈希函数得出的实际存储地址相同怎么办**?也就是说,当我们对某个元素进行哈希运算,得到一个存储地址,然后要进行插入的时候,发现已经被其他元素占用了,其实这就是所谓的**哈希冲突**,也叫**哈希碰撞**。前面我们提到过,哈希函数的设计至关重要,好的哈希函数会尽可能地保证 计算简单和散列地址分布均匀,但是,我们需要清楚的是,数组是一块连续的固定长度的内存空间,再好的哈希函数也不能保证得到的存储地址绝对不发生冲突。那么哈希冲突如何解决呢?哈希冲突的解决方案有多种:开放定址法(发生冲突,继续寻找下一块未被占用的存储地址),再散列函数法,链地址法,而HashMap即是采用了**链地址法**,也就是**数组+链表**的方式。 + +#### 3.3 HashMap JDK1.7 实现 + +`JDK1.7` 中``HashMap` 采用的数据结构 = **数组(主) + 单链表(副)**:(也叫做拉链法) + +![](hashmap7.jpg) + +![](hashmap7-2.png) + +#### 3.4 HashMap JDK1.8 实现 + +在原有数据结构(数据+单链表)的基础上引入了红黑树: + +![](hashmap8.png) + + + +![](hashmap8-2.png) + ## 0x1 高频面试题 +## 1. + + + +## 2. + + + +## 3. + + + +## 4. + + + +## 5. + + + +## 6. + + + +## 7. + + + +## 8. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +--- + +> Reference + +http://www.justdojava.com/2019/09/16/java-collection-1/ + +https://juejin.im/entry/6844903741229891597 + +https://blog.csdn.net/woshimaxiao1/article/details/83661464 + +https://crossoverjie.top/2018/07/23/java-senior/ConcurrentHashMap/ + +https://blog.csdn.net/qq_36520235/article/details/82417949 + +https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/79373134 \ No newline at end of file diff --git a/09-paper/002/collection1.jpg b/09-paper/002/collection1.jpg new file mode 100644 index 0000000..ac6697c Binary files /dev/null and b/09-paper/002/collection1.jpg differ diff --git a/09-paper/002/collection2.jpg b/09-paper/002/collection2.jpg new file mode 100644 index 0000000..f028e91 Binary files /dev/null and b/09-paper/002/collection2.jpg differ diff --git a/09-paper/002/hash1.png b/09-paper/002/hash1.png new file mode 100644 index 0000000..54a3224 Binary files /dev/null and b/09-paper/002/hash1.png differ diff --git a/09-paper/002/hashmap.png b/09-paper/002/hashmap.png new file mode 100644 index 0000000..6e0df2e Binary files /dev/null and b/09-paper/002/hashmap.png differ diff --git a/09-paper/002/hashmap7-2.png b/09-paper/002/hashmap7-2.png new file mode 100644 index 0000000..8cb1814 Binary files /dev/null and b/09-paper/002/hashmap7-2.png differ diff --git a/09-paper/002/hashmap7.jpg b/09-paper/002/hashmap7.jpg new file mode 100644 index 0000000..c42de8c Binary files /dev/null and b/09-paper/002/hashmap7.jpg differ diff --git a/09-paper/002/hashmap8-2.png b/09-paper/002/hashmap8-2.png new file mode 100644 index 0000000..b0b12e4 Binary files /dev/null and b/09-paper/002/hashmap8-2.png differ diff --git a/09-paper/002/hashmap8.png b/09-paper/002/hashmap8.png new file mode 100644 index 0000000..dff411b Binary files /dev/null and b/09-paper/002/hashmap8.png differ diff --git a/09-paper/002/map.png b/09-paper/002/map.png new file mode 100644 index 0000000..8d84195 Binary files /dev/null and b/09-paper/002/map.png differ diff --git a/09-paper/002/map2.png b/09-paper/002/map2.png new file mode 100644 index 0000000..1c04fdd Binary files /dev/null and b/09-paper/002/map2.png differ