数据结构与算法(Dart)之HashMap(十八)

概述

Dart 中的 HashMap 是一个基于哈希表的 Map 实现，提供了高效的键值对存储和检索功能。 HashMap 是无序的（不保证迭代顺序），并且要求键必须具有一致的 Object.== 和 Object.hashCode 实现。

核心原理

1. 哈希表基础结构

HashMap 的底层实现基于数组（桶数组），通过哈希函数将键映射到数组索引：

哈希函数: hash(key) → 数组索引
数组索引 = hash(key) & (capacity - 1)

2. 索引计算机制

Dart 使用位运算来计算桶索引，这比取模运算更高效:

/**
 * 计算键在哈希表中的索引位置
 * 使用位与运算替代取模运算，提高性能
 * @param hashCode 键的哈希值
 * @param capacity 桶数组的容量（必须是2的幂）
 * @return 桶索引
 */
int calculateIndex(int hashCode, int capacity) {
  return hashCode & (capacity - 1);
}

3. 冲突解决机制

当多个不同的键产生相同的桶索引时，就会发生哈希冲突。 Dart HashMap 使用**分离链接法（Separate Chaining）**来解决冲突：

/**
 * 哈希表节点结构
 * 每个节点包含键值对和指向下一个节点的引用
 */
class HashMapEntry<K, V> {
  K key;           // 键
  V value;         // 值
  int hashCode;    // 缓存的哈希值
  HashMapEntry<K, V>? next;  // 链表中的下一个节点
  
  HashMapEntry(this.key, this.value, this.hashCode, this.next);
}