Map/Set/Hash

Set

Set is an interface, 可以实现它的class有：

• Hashset: 内部没有顺序，操作O(1)

• Treeset: 内部有顺序，增删查改O(logn); key可以按照natural order或者comparator的顺序排好 内部是self-balancing BST (red-black tree)

• LinkedHashSet: 内部维护了插入的顺序，可以从head一直next到tail；其实是个linkedlist, <key，previous，next>, key满足set的条件，没有重复；增删查改O(1)

Map

is also an interface, <key, value>, 可以实现它的class：

• HashMap

• TreeMap

• LinkedHashMap- 有next指针，记录了map的先后顺序，这样就知道了LRU（prefer把新加的放在头上）

class HashMap<K,V>

K: the type of keys maintained by this map; V: the type of mapped values 因为是generics 所以不支持primitive的类型

V put(K key, V value) put可以用来放，可以用来update，所以返回的type是原来的value或者null V get(Object key) 查key，返回对应的value；如果不存在返回null V remove(Object key) 返回删除的record 如果不存在，也不error，返回null boolean containsKey(Object key) 是否存在 boolean containsValue(Object value) -- O(n) 如果想O(1)，可以做一个反向的hashmap，value变key，key变value，然后如果key现在有重复了，直接list of objects void clear() int size() boolean isEmpty()

上面是因为比较的时候用的是.equals()，这里的参数是object

Hashtable

被抛弃了，因为thread safe

class HashSet<K>

内部有一个private的HashMap，把所有V的部分都placeholder了。

Collision Control

Separate Chaining

读完整个list，发现没有，那就把插入的元素放在头部，因为刚插入的元素被读的可能性比较大

Open Addressing

如果hash后去找，直到空位为止；如果中间有删除怎么办？删除了之后空了的位置mark一下，以后插入的时候可以在这个被mark的地方插入。可以lazy compute，每过一点时间清空了重算hash，把该腾的腾出来。

Implementation

hashCode()

1. hashCode()的实现对hashmap的性能很重要，因为需要让hashCode足够均匀

2. Java默认的hashCode()是基于地址计算的 所以就算是我们认为一样的key，也会被放进不同的bucket里。所以即使equals相等了，hashCode却不等，也无法通过get()找到正确的<key,value>。

equals

1. == 对于primitive来说比的是值是否相等，primitive没有equals()；对于object来说==比的是地址，equals()怎么比取决于class的实现，如果class里没有实现，用的是object默认的方法，object默认方法就是==。

2. a.equals(b)和b.equals(a)不是绝对相等 比如linkedlist和arraylist如果都存了一样的东西，如果l1.equals(l2)会return True 因为不同类型也可以相等，因为list下有一个abstract list, 它是linkedlist和arraylist的父类。在使用时尽量用什么类型put就用什么类型查找，因为它会override本身object类型的equals。

以上两个都得override

在Java里有一个equals和hashCode的contract，当equals override了之后，需要保证两个equals的hashCode也一样。所以hashCode()也要改。

需要注意的是，HashMap can only have one null key, it is always mapped to bucket 0 (if key==null return 0)

Rehashing, load factor

load factor控制着rehashing，如果 number of <k,v>/number of buckets过大，比如大于0.75，就会rehashing。所有的元素都会参与rehashing。

完整实现

Java中的%是取remainder而不是modulus，区别是-1%3如果是modules，答案是2；如果是remainder，答案是-1。所以在key.hashCode()的时候要做个控制。&0X7FFFFFFF 把hashCode的最高位变0，后面每一位不变，这就相当于取了正。

因为0x7FFFFFFF是 0111 1111 1111 ... 1111，这是32-bit signed integer max value

public class Node {
    final String key;
    int value;
    Node next;
    Node(String key, int value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }
}

public class HashMap implements Map {
    

0x100000000是32-bit integer min value

Enum

就像是一个双向的map