大家好，我是小米，一個喜歡分享技術(shù)的 29 歲程序員。這次，我想跟大家聊聊我前不久在一次 Java 社招面試中遇到的一道題：“如何決定使用 HashMap 還是 TreeMap？”面試官一個問題丟過來，我還沒開口，腦子里就開始狂飆內(nèi)存了！

那天面試是在一家金融科技公司。面試官坐在對面，一臉溫和地說：“小米，我們經(jīng)常在實際開發(fā)中需要選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。你能說說在什么情況下會選擇 HashMap，什么時候會用 TreeMap 嗎？”

第一步：了解背景，找到切入點

既然是面試題，咱們先從基礎(chǔ)聊起，確保邏輯清晰、全面鋪墊。

1. 什么是 HashMap？

HashMap 是 Java 中基于哈希表實現(xiàn)的鍵值對存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它的特性是：

• 查找/插入性能快：時間復(fù)雜度是 O(1)（哈希沖突少時）。
• 無序存儲：它不保證元素的順序。
• 允許一個 null 鍵和多個 null 值。

2. 什么是 TreeMap？

TreeMap 是基于紅黑樹實現(xiàn)的鍵值對存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，特性如下：

• 鍵是有序的：默認(rèn)按自然順序排序，或者按 Comparator 提供的順序排序。
• 查找/插入性能較慢：時間復(fù)雜度為 O(log n)。
• 不允許 null 鍵，但允許多個 null 值。

小米思考

我一邊在腦海中快速復(fù)習(xí)知識點，一邊腦補了兩個典型的使用場景。為了讓面試官“驚喜”，我決定邊講邊結(jié)合實際案例。

第二步：從性能說開，找到“速度與順序”的平衡點

“小米，具體舉個例子吧。”面試官提示我。

“好嘞！”我先拋出兩個問題，“你是想要快速查找元素呢，還是需要保證數(shù)據(jù)的有序性？”

如果性能是第一要義，比如需要頻繁查詢數(shù)據(jù)，而對順序沒要求，HashMap 是首選。它利用哈希表直接定位到存儲位置，插入和查找效率都非常高。

案例 1：電商購物車的實現(xiàn)

購物車是電商系統(tǒng)中最常見的功能。

用戶把商品加入購物車，通常以商品 ID 作為鍵，商品信息作為值存儲。此時：

• 查詢效率至關(guān)重要，因為用戶隨時可能查看購物車中的商品。
• 不關(guān)心商品的順序，只需要快速響應(yīng)即可。

用代碼簡單表示一下：

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“小米，那 TreeMap 就沒用了嗎？”面試官追問。

“當(dāng)然不是！”我馬上補充，“TreeMap 的最大優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)有序性。”

案例 2：排行榜功能的實現(xiàn)

假設(shè)你要實現(xiàn)一個簡單的在線游戲排行榜，按玩家分?jǐn)?shù)從低到高排列。此時，TreeMap 是再合適不過的選擇：

• TreeMap 默認(rèn)按照鍵的順序存儲數(shù)據(jù)，天然支持有序性。
• 紅黑樹的結(jié)構(gòu)使得插入和查找的效率在 O(log n) 的范圍內(nèi)。

以下是代碼示例：

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結(jié)果輸出：

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第三步：深挖需求，結(jié)合業(yè)務(wù)細(xì)節(jié)

講完性能和順序，我又主動提到了內(nèi)存和線程安全問題。

“在實際開發(fā)中，我們還需要根據(jù)項目需求選擇，比如：”

1. HashMap 是不是線程安全？HashMap 在多線程環(huán)境下可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。為了線程安全，可以使用 Collections.synchronizedMap() 或 ConcurrentHashMap。

2. TreeMap 是否占用更多內(nèi)存？由于 TreeMap 的底層是紅黑樹，它會存儲額外的樹節(jié)點結(jié)構(gòu)，相較于 HashMap 占用稍多的內(nèi)存。如果你的數(shù)據(jù)量特別大、對有序性要求較低，HashMap 會更高效。

第四步：加點料，讓回答更“靈活”

“面試官，其實 HashMap 和 TreeMap 也能一起用！”我給出了第三種答案。

案例 3：分區(qū)處理大數(shù)據(jù)

如果需要快速定位分區(qū)，同時保證分區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)有序，可以結(jié)合 HashMap 和 TreeMap：

• 用 HashMap 存儲分區(qū)的映射關(guān)系。
• 每個分區(qū)使用 TreeMap 維護(hù)有序的數(shù)據(jù)。

代碼示例：

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總結(jié)：如何選擇？

我看著面試官，最后總結(jié)了一句：“其實選擇 HashMap 還是 TreeMap，關(guān)鍵在于性能與順序的取舍。如果需要快速查詢，選 HashMap；如果需要保證順序，選 TreeMap。”

面試官點了點頭，笑著說：“很不錯！”