HashMap1.8之節點刪除分析

HashMap之節點刪除

  大家一直關注的都是HashMap如何添加節點,當節點數量大於8的時候轉化爲紅黑樹,否則使用鏈表等等,但大家是否有看過刪除節點的處理邏輯呢? 今天來看看HashMap刪除節點的神來之筆

 

問題來源

  在查看HashMap源碼時,有個以下字段,在刪除的時候,判斷節點數量,最多在小於6的時候,會untreeifying(樹轉化爲鏈表),在點擊這個字段時發現,只有在split()方法中使用,但split()方法在resize()方法中使用,與刪除節點無關,遂去翻刪除節點的代碼邏輯

 

  

節點刪除

  通過remove方法,一路進來,找到刪除節點的地方。如下圖:

   

我們進入removeTreeNode方法中,代碼如下:

  

 

查看方法註釋,裏面介紹到:如果節點太少,就會把當前bin轉換成普通bin。不理解註釋沒關係,我們進入這個方法中唯一有轉化的地方。進入untreeify()方法查看下。代碼如下:

  

噢,第一行看一下,if,else看一下,嗯,這個方法就是獲取返回了一個列表(這些方法都是TreeNode類裏面的方法,所以請注意,this就是當前要操作的TreeNode節點)。到此明白,這個方法就是把紅黑樹轉化成鏈表的,那麼我的就得分析分析是如何操作的了,而沒有使用到定義的全局變量。

 

刪除判斷邏輯分析

  

  我們來分析分析上面這個邏輯,進入這個untreeify() 的要求是,root == null, root.right ==null, root.left==null, root.left.left==null四種情況,我們以7個節點的紅黑樹來分析,A爲root節點。

 

  

  所以進入這個方法主要有以下幾種情況,我們一種一種的來分析當滿足要求時,節點的個數。(這裏默認認爲知道紅黑樹的5個特點,主要是黑平衡)

 

  當這四種情況都滿足時,我們可以看出最多節點有如上圖所示個數,可以爲7個。(大於8個不考慮,因爲大於8會變成紅黑樹)。

    1.  最多節點情況:當我們刪除節點D時,只滿足root.left.left==null這個條件,這棵樹仍可以維持紅黑樹的特點,這時的最大節點數爲6.

    2.  最少節點情況:當EFG不存在時,在A,B,C,D中刪除任意一個節點,都會滿足上述四種規則中的一種。則存在最少節點情況,有3個節點。

  以上情況都是會將樹轉化成鏈表,此時的節點是 3<= nodes <=6 ,由此可以看出,當節點數在小於6時,是可能轉化成鏈表,但不是絕對情況, 所以使用定義的變量(固定數量6)也不正確。只好通過判斷去動態獲取節點數。

節點數量原因分析  

  爲什麼在小於6的時候可能轉換成鏈表,而在大於8的時候轉化成紅黑樹?

    主要通過時間查詢節點分析,紅黑樹的平均查詢時間爲 log(n), 而鏈表是O(n),平均是O(n)/2。

    當節點數爲8時,紅黑樹查詢時間3,鏈表查詢時間是4, 可以看出來當紅黑樹查詢效率大於了鏈表。(兩個函數曲線問題,當節點更多是,比紅黑樹需要的時間更多)

    當節點數爲6時,爲什麼轉換成鏈表,我認爲主要時因爲節點數太少,如果還是用紅黑樹,爲了維持紅黑樹的特點,則需要翻轉,左旋,右旋,等,更消耗性能。 

  爲什麼不是7是轉化?

    主要是爲了給一個過渡,防止頻繁轉化。 也如上圖,7個節點可能正好是一個滿二叉樹。

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