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hashMap.containsKey(value)时间复杂度分

hashMap.containsKey(value)时间复杂度分

作者: _Charmy | 来源:发表于2020-01-02 21:07 被阅读0次

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    11835次阅读 2018-06-21

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    1. 分析hashMap.containsKey

    hashMap.containsKey(value)的时间复杂度为什么是O(1)呢?这个就要来看一下源码了

        /**

        * Returns <tt>true</tt> if this map contains a mapping for the

        * specified key.

        *

        * @param  key  The key whose presence in this map is to be tested

        * @return <tt>true</tt> if this map contains a mapping for the specified

        * key.

        */

        public boolean containsKey(Object key) {

            return getNode(hash(key), key) != null;

        }

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    调用了getNode(hash(key), key)方法,参数分别为key的hash值,key。再来看下这个方法的实现

        /**

        * Implements Map.get and related methods

        *

        * @param hash hash for key

        * @param key the key

        * @return the node, or null if none

        */

        final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {

            Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;

            if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&

                (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {

                // 直接命中

                if (first.hash == hash && // always check first node

                    ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

                    return first;

                // 未命中

                if ((e = first.next) != null) {

                    if (first instanceof TreeNode)

                        return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);

                    do {

                        if (e.hash == hash &&

                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

                            return e;

                    } while ((e = e.next) != null);

                }

            }

            return null;

        }

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    可以看到返回的是first(默认check first node),算法中带n的可能影响时间复杂度的便是:

    first = tab[(n - 1) & hash]) != null

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    为了探究为什么是O(1),这里就要理解

    - Node<K,V> first是什么

    - Node<K,V>[] tab是什么

    Node<K,V> first:是一个单向链表结点,包含了hash,key,value和指向下个结点的指针

        /**

        * Basic hash bin node, used for most entries.  (See below for

        * TreeNode subclass, and in LinkedHashMap for its Entry subclass.)

        */

        static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {

            final int hash;

            final K key;

            V value;

            Node<K,V> next;

            Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {

                this.hash = hash;

                this.key = key;

                this.value = value;

                this.next = next;

            }

            ... get and set method ...

        }

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    Node<K,V>[] tab:是一个数组,值得注意的是,数组长度为2的倍数

        /**

        * The table, initialized on first use, and resized as

        * necessary. When allocated, length is always a power of two.

        * (We also tolerate length zero in some operations to allow

        * bootstrapping mechanics that are currently not needed.)

        */

        transient Node<K,V>[] table;

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    所以tab[(n - 1) & hash]执行了如下操作:

    1. 指针first指向那一行数组的引用(那一行数组是通过table下标范围n-1和key的hash值计算出来的),若命中,则通过下标访问数组,时间复杂度为O(1)

    2. 如果没有直接命中(key进行hash时,产生相同的位运算值),存储方式变为红黑树,那么遍历树的时间复杂度为O(n)

    2. 总结

    综上,hashMap.containsKey(value)最好情况便是O(1),最坏情况是O(n)

    文章最后发布于: 2018-06-21

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