2024年4月3日发(作者：)
hashmap底层原理及实现扰动算法寻址算法
HashMap是Java中常用的数据结构之一，它基于哈希表实现，用于
存储键值对。在了解HashMap的底层原理之前，我们先来了解一下哈希表
的概念。
哈希表是一种根据键直接访问值的数据结构。它通过将键映射到表中
的一个位置来实现快速的查找。在哈希表中，键的集合被称为哈希表的"
键空间"，值的集合被称为"值空间"。哈希表的核心是哈希函数，它将键
映射到表中的位置，这个位置称为"哈希码"。
HashMap底层使用数组+链表（或红黑树）的数据结构来实现。当我
们向HashMap中添加一个键值对时，首先会根据键的哈希码计算出在数组
中的位置，这个位置称为"索引"。如果该位置上已经有其他元素存在，即
出现了"哈希碰撞"，则会发生链表或红黑树的插入操作。
HashMap的底层实现了扰动算法来优化哈希碰撞的处理。扰动算法是
指在计算键的哈希码时，通过对哈希码进行一系列的位运算来使哈希码更
加均匀分布，减少哈希碰撞的可能性。具体来说，HashMap使用了一个称
为"扰动函数"的算法对键的哈希码进行处理。
HashMap的扰动函数是通过将键的哈希码右移16位并与原哈希码进
行异或操作得到的。这样做的目的是将原哈希码的高位和低位进行混合，
使得结果更加随机。这样一来，即使键的哈希码分布不均匀，也可以通过
扰动函数来使得哈希码分布更加均匀。
在确定了索引之后，HashMap使用了一种称为"寻址算法"的方法来确
定键值对在链表或红黑树中的位置。寻址算法是指根据索引和键的哈希码
来确定键值对在链表或红黑树中的位置。具体来说，HashMap使用了"链
表法"和"红黑树法"两种方法来解决哈希碰撞的问题。
在Java 8之前，HashMap使用的是链表法来解决哈希碰撞。当发生
哈希碰撞时，新的键值对会被插入到链表的末尾。这样一来，当我们查找
一些键对应的值时，需要遍历整个链表来进行查找。当链表过长时，查找
操作的效率会变得比较低。
Java 8引入了红黑树法来优化HashMap的性能。当链表的长度超过
一定阈值时（默认为8），链表会自动转换为红黑树。这样一来，当进行
查找操作时，可以通过红黑树的高效查找算法来提高查找的效率。
总结起来，HashMap的底层原理主要涉及到哈希表、哈希函数、扰动
算法、寻址算法等。它通过数组+链表（或红黑树）的数据结构来存储键
值对，并使用扰动算法和寻址算法来处理哈希碰撞的问题，从而实现了快
速的查找和插入操作。
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