Scala是如何实现HashMap数据结构的？答案

【问题标题】：How does Scala implement HashMap data structure?Scala是如何实现HashMap数据结构的？
【发布时间】：2020-05-21 11:49:56
【问题描述】：

我最近迷上了函数式编程，我真的很喜欢 Scala。只是出于好奇，我决定开始实现自己的数据结构。我从一个 SinglyLinkedList 开始，在这里我区分了两个案例类：案例Empty 和案例Cons(head,tail)。我想知道是否有人可以指出我如何实现 HashMap？提前感谢您的帮助:)

【问题讨论】：

我碰巧有一个关于持久化数据结构实现的collection of references（主要是 Clojure，但 Scala 非常模仿那里的想法）。

标签： scala data-structures functional-programming hashmap

【解决方案1】：

我假设你的意思是不可变的 HashMap？那你可以看看tries。

在 HashMap 中，您假设如果对象相等，则它们具有相同的散列，并且它们具有不同的散列，它们不相等。所以，你可以做的是：

创建一个树，其中从根到叶的路径是键的哈希
在节点中有例如对列表（键 -> 值）
那么查找键值对就是遍历trie，然后遍历列表

如果散列很好，那么（通常）你应该有非常视图冲突，所以你在 trie 部分花费的时间比在列表部分中花费的时间更多。

在 FP 中使用它是关于使用技巧来允许在复制/添加/删除值时重用 trie 的部分，以便它保持相对便宜。如何有效地做到这一点是一个较长的主题，但您可以查看以下文章：

或者只是看Scala code for an immutable HashMap。它甚至引用了paper that it was based on。

【讨论】：

trie 的好特性是您可以使用它来创建各种持久数据结构，这些结构类似于命令式数据结构，尽管它们是不可变的。
是的，它们不仅用于地图，还用于例如用于不可变向量。

【解决方案2】：

HashMap[K, V] 应该包含哈希向量，类似于Vector[List[V]]。和hash 功能。尝试实现这个特性。

提示：尝试使用不可变数据结构来做到这一点

trait HashMap[K, V] {

  val hashVector: Vector[List[V]] = ???

  def hash(key: K): Int = ???

  def updated(key: K, value: => V): HashMap[K, V] = ???

  def get(key: Key): V = ???

  def getOrElse(key: Key, defaultValue: V): V = ???
}

数据结构说明： HashMap 类似于 HashTable，包含指向具有相同 hash(key) 值的链元素的链接的数组。

你也可以定义一些有用的构造函数：

object HashMap {
  def empty[K, V]: HashMap[K, V] = ???

  def fromSeqPairs[K, V](seq: Seq[(K, V)]): HashMap[K, V] = ???

  def filled[K, V](seq: Seq[K], defaultValue: V): HashMap[K, V] = ???
}

【讨论】：