`HashMap` представляет собой структуру данных, основанную на принципе хэш-таблицы, которая позволяет выполнять операции вставки, удаления и поиска элементов по ключу. Сложность поиска элемента по ключу в нем зависит от нескольких факторов, включая количество элементов в мапе и качество функции хеширования.

Идеальный сценарий

Когда коллизии отсутствуют (то есть каждый ключ хешируется в уникальный индекс в массиве бакетов), сложность поиска элемента по ключу составляет O(1). Это означает, что время поиска не зависит от количества элементов в нем.

Реальный сценарий

На практике полностью избежать коллизий невозможно, особенно при большом количестве элементов. Коллизия происходит, когда два или более ключа хешируются в один и тот же индекс. В таких случаях `HashMap` использует структуру данных "список" (до Java 8) или "красно-чёрное дерево" (начиная с Java 8) для хранения и поиска элементов внутри одного бакета.

• До Java 8: В случае коллизий элементы в одном бакете хранились в виде связного списка. Это означает, что в худшем случае, когда все элементы попадают в один бакет, сложность поиска элемента по ключу становится O(n), где n — количество элементов в нем.
• Начиная с Java 8: Если в одном бакете хранится больше определённого количества элементов (по умолчанию 8), список преобразуется в красно-чёрное дерево, что снижает сложность поиска в худшем случае до O(log n). Это улучшение помогает сохранять более эффективную производительность даже при большом количестве коллизий.
• В большинстве случаев он обеспечивает быстрый поиск элемента по ключу со сложностью O(1) благодаря эффективному распределению элементов по бакетам.
• Сложность поиска может увеличиться до O(n) или O(log n) в зависимости от версии Java и количества коллизий, но использование красно-чёрного дерева в новых версиях Java помогает уменьшить влияние коллизий на производительность.
• Качество функции хеширования ключей имеет решающее значение для минимизации коллизий и обеспечения его оптимальной производительности.

March 22, 2024, easyoffer