Fatal编程技术网
  • java/
  • Java 为什么Hashmap在内部使用LinkedList而不是Arraylist

Java 为什么Hashmap在内部使用LinkedList而不是Arraylist

java data-structures

Java 为什么Hashmap在内部使用LinkedList而不是Arraylist,java,data-structures,hashmap,Java,Data Structures,Hashmap,当两个对象放在哈希表的同一个bucket中时，为什么Hashmap内部使用LinkedList而不是Arraylist？这基本上归结为Arraylist和LinkedList的复杂性。 在LinkedList中插入（当顺序不重要时）为O（1），只需附加到start。 ArrayList中的插入（当顺序不重要时）为O（N），遍历到末尾，并且还有调整大小的开销 删除LinkedList中的O（n），遍历和调整指针。 arraylist中的删除可以是O（n^2）、遍历到元素并移动元素或调整arrayl

当两个对象放在哈希表的同一个bucket中时，为什么
Hashmap
内部使用
LinkedList
而不是
Arraylist
？

这基本上归结为Arraylist和LinkedList的复杂性。 在LinkedList中插入（当顺序不重要时）为O（1），只需附加到start。 ArrayList中的插入（当顺序不重要时）为O（N），遍历到末尾，并且还有调整大小的开销

删除LinkedList中的O（n），遍历和调整指针。 arraylist中的删除可以是O（n^2）、遍历到元素并移动元素或调整arraylist的大小

在任何一种情况下，包含都将是O（n）

当使用HashMap时，我们期望对add、remove和contains执行O（1）操作。使用ArrayList，我们将为桶中的添加、删除操作带来更高的成本

当两个对象放在哈希表的同一个bucket中时，
HashMap
为什么在内部使用s
LinkedList
而不是
Arraylist

事实上，它两个都不使用（！）

它实际上使用通过链接哈希表条目实现的单链接列表。（相比之下，
LinkedList
是双重链接的，它要求列表中的每个元素都有一个单独的
节点
对象。）

那我为什么在这里吹毛求疵呢？因为它实际上很重要。。。因为这意味着
LinkedList
和
ArrayList
之间的正常权衡不适用

正常的权衡是：

  • ArrayList
    使用更少的空间，但在最坏的情况下插入和删除选定元素是
    O（N）

  • LinkedList
    使用了更多的空间，但是插入和删除所选元素是
    O（1）

然而，在通过将
HashMap
条目节点链接在一起形成的私有单链表的情况下，空间开销是一个引用（与
ArrayList
相同），插入节点的成本是
O（1）
（与
LinkedList
相同），并且移除所选节点的成本也是
O（1）
（与链接列表相同）

仅依靠“大O”进行此分析是值得怀疑的，但当您查看实际代码时，很明显，
HashMap
在删除和插入性能方面优于
ArrayList
，在查找方面是可比的（这忽略了内存局部性影响）而且，与使用
ArrayList
或
LinkedList
相比，它使用的链接内存也更少……考虑到已经有内部条目对象来保存键/值对

但它变得更加复杂。在Java 8中，他们彻底检查了
HashMap
内部数据结构。在当前的实现中，一旦哈希链超过某个长度阈值，如果密钥类型实现了
Comparable

简短回答，则实现将切换到使用二叉树表示：Java使用LinkedList或ArrayList（它认为适合数据的）

长答案

虽然排序的ArrayList看起来是显而易见的方法，但是使用LinkedList有一些实际的好处。 我们需要记住，LinkedList链仅在出现键冲突时使用。 但作为散列函数的一个定义：冲突应该很少

在很少发生冲突的情况下，我们必须在排序的ArrayList或LinkedList之间进行选择。 如果我们比较排序的ArrayList和LinkedList，有一些明显的权衡

  • 插入和删除：排序的ArrayList接受O（n），但LinkedList接受常数O（1）
  • 检索：排序后的ArrayList取O（logn），LinkedList取0（n）
    • 现在，很明显，LinkedList在插入和删除时比排序的ArrayList好，但在检索时却不好

    在冲突较少的情况下，排序后的ArrayList带来的价值较小（但更大）。
    但当碰撞更频繁且碰撞的元素列表变大时（超过某个阈值）Java将冲突数据结构从LinkedList更改为ArrayList。

    考虑删除的成本。从AL中删除特定项在时间和空间上都比从LL中删除更复杂。除此之外，ALs的好处根本没有被使用，就像通过索引查找项一样。您还有两个问题吗？请注意，它使用的是链接的l列表，而不是java.util.LinkedList。这些条目只是有一个指向bucket中下一个元素的指针。此列表通常只包含一个元素，或者至少包含很少的元素，因此遍历成本不是问题。而且按索引访问没有用，因此不需要数组。使用ArrayList会消耗太多内存（如果数组太大），或者需要频繁复制到较大的数组（如果数组太小）。链表OTOH所使用的内存与元素数成正比，添加新条目总是O（1）。“arraylist中的删除可能是O（n^2），遍历到元素并移动元素”：这实际上只使其为O（n），因为O（n+n）=O（2*n）=O（n）。还要考虑内存开销。
    ArrayList
    overallocates，对于低负载因子的大型哈希表，这一点变得非常重要。“插入ArrayList（顺序不重要时）是O（n），遍历到末尾，还有调整大小的开销。”：这似乎是一个误解。在基于数组的列表中，您通常知道结尾在哪里，因此插入（包括摊销大小调整）也在那里。Java Hashmap使用单个链接列表，而不使用Arraylist。请参考上述说明。