Wie funktioniert `HashMap` in Java?

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Kurzfassung:

HashMap ist eine Sammlung zur Speicherung von Schlüssel-Wert-Paaren mit schnellem Zugriff per Hashfunktion. Schlüssel sind eindeutig, Werte dürfen sich wiederholen. Suchen, Einfügen und Löschen sind im Schnitt O(1).

Details

HashMap implementiert das Interface Map und speichert Daten intern in einem Array von "Buckets". Für jeden Schlüssel wird ein Hashcode berechnet, der den Bucket-Index bestimmt. Landen mehrere Schlüssel im selben Bucket (Kollision), werden die Einträge als Liste oder ab Java 8 als Baum gespeichert.

Zentrale Methoden:

put(K key, V value) — Fügt ein Paar hinzu
get(Object key) — Holt den Wert zum Schlüssel
remove(Object key) — Entfernt per Schlüssel
containsKey(Object key) — Prüft, ob ein Schlüssel existiert

Beispielcode:

// HashMap erzeugen
import java.util.*;

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("apfel", 3);
map.put("banane", 5);

// Wert abrufen
int count = map.get("apfel"); // 3

Vorteile und Nachteile

Vorteile	Nachteile
Schneller Zugriff per Schlüssel (O(1) im Schnitt)	Keine Reihenfolge der Elemente
Flexibler Umgang mit beliebigen Objekten	Nicht threadsicher (bei Bedarf ConcurrentHashMap verwenden)
Erlaubt `null` als Schlüssel und Wert	Kann bei schlechtem hashCode() langsam werden

Wichtig:

Ist equals() und hashCode() falsch implementiert, funktioniert HashMap nicht korrekt!
HashMap garantiert keine Reihenfolge der Einträge.