Wie speichert die Hashmap-Klasse die Daten?

Hallo! Wenn Sie mit Java arbeiten und eine effiziente Datenstruktur zum schnellen Speichern und Abrufen von Elementen benötigen, ist die Klasse HashMap eines der nützlichsten Tools. Lassen Sie uns untersuchen, wie die Klasse HashMap Daten speichert und warum sie für bestimmte Vorgänge so leistungsstark ist.

Was ist HashMap?

In Java ist HashMap Teil der Sammlungsbibliothek und wird zum Speichern von Datenpaaren in „Schlüssel-Wert“-Form verwendet. Jedes Element auf der Karte ist mit einem eindeutigen Schlüssel verknüpft, der einen schnellen Zugriff auf Daten ermöglicht.

Wie speichert man Daten?

HashMap verwendet eine Datenstruktur, die als „Hash-Tabelle“ bekannt ist, um ihre Elemente zu speichern. Hier erkläre ich, wie es funktioniert:

• Hashing: Wenn ein Schlüssel-Wert-Paar eingefügt wird, wird der Schlüssel mithilfe einer Hash-Funktion verarbeitet. Diese Funktion wandelt den Schlüssel in einen Index einer Tabelle um, in der der entsprechende Wert gespeichert wird. Die Hash-Funktion soll Schlüssel gleichmäßig über die Tabelle verteilen und so die Wahrscheinlichkeit von „Kollisionen“ (zwei Schlüssel erzeugen denselben Index) verringern.
• Kollisionsbehandlung: Trotz gutem Hash-Funktionsdesign kann es zu Kollisionen kommen. HashMap behandelt Kollisionen mithilfe einer verknüpften Liste oder eines rot-schwarzen Binärbaums (in neueren Java-Versionen), um mehrere Elemente im selben Index zu speichern. Wenn eine Suche durchgeführt wird, wird die zusätzliche Struktur durchlaufen, um den richtigen Wert zu finden, der dem angegebenen Schlüssel zugeordnet ist.
• Größenänderung: Wenn einer HashMap weitere Elemente hinzugefügt werden und diese voll wird, muss sie möglicherweise in der Größe geändert werden, um ihre Effizienz beizubehalten. Dazu müssen Sie eine neue, größere Tabelle erstellen und jedes Element mithilfe der Hash-Funktion erneut einfügen. Dieser Vorgang wird „Rehashing“ genannt.

HashMap-Verwendungsbeispiel:

import java.util.HashMap;

Beispiel für eine öffentliche Klasse {
     public static void main(String[] args) {
         HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
         map.put(""apple"", 50);
         map.put(""Banane"", 30);
         map.put(""cherry"", 20);

         System.out.println(map.get(""banana"")); // Ausgabe: 30
     }

In diesem Beispiel ist jede Frucht ein Schlüssel, der mit einem Wert verknüpft ist, der beispielsweise Kosten darstellen könnte. Der Zugriff auf die „Bananen“-Kosten erfolgt sehr schnell dank der Hash-Funktion, die bestimmt, wo diese Daten in der internen Struktur von HashMap gespeichert werden.

Kurz gesagt ist HashMap eine leistungsstarke und effiziente Datenstruktur in Java zum schnellen und organisierten Speichern und Zugreifen auf Daten. Seine Fähigkeit, Kollisionen zu bewältigen und die Größe automatisch zu ändern, stellt sicher, dass die Leistung auch bei der Verarbeitung großer Datenmengen erhalten bleibt. Ich hoffe, diese Erklärung hat Ihnen geholfen zu verstehen, wie die Klasse HashMap funktioniert und wie Sie sie in Ihren Programmierprojekten verwenden können!