HashMap در جاوا چه کاربردی دارد

---

`HashMap` در جاوا یک کلاس بسیار پرکاربرد است که پیاده‌سازی‌ای از رابط `Map` است. کاربرد اصلی آن ذخیره و بازیابی داده‌ها به صورت جفت‌های کلید-مقدار (key-value pairs) است. در واقع، `HashMap` یک جدول درهم‌سازی (hash table) است که امکان دسترسی سریع به مقادیر را بر اساس کلید فراهم می‌کند.

**ویژگی‌های کلیدی و کاربردهای `HashMap`:**

1. **ذخیره جفت‌های کلید-مقدار:**
* `HashMap` داده‌ها را به صورت جفت‌های کلید-مقدار ذخیره می‌کند. هر کلید به یک مقدار مرتبط است.
* کلیدها باید منحصر به فرد باشند. اگر یک کلید تکراری وارد شود، مقدار قبلی با مقدار جدید جایگزین می‌شود.
* مقدارها می‌توانند تکراری باشند.

2. **دسترسی سریع:**
* `HashMap` از یک تابع درهم‌سازی (hash function) برای محاسبه اندیس (index) محل ذخیره کلید در جدول درهم‌سازی استفاده می‌کند.
* این فرآیند امکان دسترسی بسیار سریع به مقدار مرتبط با یک کلید را فراهم می‌کند، به طور متوسط در زمان ثابت O(1).

3. **عدم تضمین ترتیب:**
* `HashMap` هیچ تضمینی در مورد ترتیب عناصری که در آن ذخیره شده‌اند ارائه نمی‌دهد. ترتیب ممکن است در طول زمان تغییر کند.
* اگر ترتیب مهم است، می‌توانید از `LinkedHashMap` استفاده کنید که ترتیب درج (insertion order) را حفظ می‌کند یا از `TreeMap` که عناصر را بر اساس کلیدها مرتب می‌کند.

4. **کلید و مقدار `null`:**
* `HashMap` اجازه می‌دهد که یک کلید `null` داشته باشد (فقط یک کلید `null` می‌تواند وجود داشته باشد).
* `HashMap` اجازه می‌دهد مقادیر `null` متعدد داشته باشد.

**کاربردهای رایج `HashMap`:**

* **ذخیره و جستجوی سریع داده‌ها:** وقتی نیاز دارید داده‌ها را بر اساس یک شناسه منحصر به فرد (کلید) ذخیره کنید و به سرعت آنها را بازیابی کنید، `HashMap` انتخاب مناسبی است.

* **شمارش فراوانی عناصر:** برای شمارش تعداد تکرار هر عنصر در یک لیست یا آرایه، می‌توانید از `HashMap` استفاده کنید. کلیدها عناصر و مقادیر تعداد تکرار آنها خواهند بود.

* **پیاده‌سازی حافظه پنهان (cache):** `HashMap` می‌تواند برای پیاده‌سازی یک حافظه پنهان ساده استفاده شود. کلیدها شناسه‌های داده‌ها و مقادیر داده‌های ذخیره شده هستند.

* **ذخیره تنظیمات برنامه:** تنظیمات برنامه را می‌توان در یک `HashMap` ذخیره کرد، جایی که نام تنظیمات کلیدها و مقادیر، مقادیر تنظیمات هستند.

* **تبدیل داده‌ها:** برای تبدیل داده‌ها از یک فرمت به فرمت دیگر بر اساس یک کلید، `HashMap` می‌تواند مفید باشد.

**مثال ساده:**

```java
import java.util.HashMap;

public class HashMapExample {
public static void main(String[] args) {
// ایجاد یک HashMap برای ذخیره نام و سن افراد
HashMap ageMap = new HashMap<>();

// اضافه کردن داده‌ها
ageMap.put("Alice", 30);
ageMap.put("Bob", 25);
ageMap.put("Charlie", 35);

// بازیابی سن Alice
int aliceAge = ageMap.get("Alice");
System.out.println("Alice's age: " + aliceAge); // خروجی: Alice's age: 30

// بررسی وجود کلید
if (ageMap.containsKey("Bob")) {
System.out.println("Bob exists in the map."); // خروجی: Bob exists in the map.
}

// حذف یک کلید
ageMap.remove("Charlie");

// پیمایش HashMap
for (String name : ageMap.keySet()) {
System.out.println(name + ": " + ageMap.get(name));
}
// خروجی:
// Alice: 30
// Bob: 25
}
}
```

**نکات مهم:**

* **عملکرد درهم‌سازی خوب:** عملکرد `HashMap` به کیفیت تابع درهم‌سازی (hash function) کلیدها بستگی دارد. یک تابع درهم‌سازی خوب باید کلیدها را به طور یکنواخت در جدول درهم‌سازی توزیع کند تا از برخورد (collision) زیاد جلوگیری شود.

* **رشته‌ها به عنوان کلید:** رشته‌ها اغلب به عنوان کلید در `HashMap` استفاده می‌شوند زیرا کلاس `String` یک پیاده‌سازی خوب از متد `hashCode()` دارد.

* **موضوعات همزمانی:** `HashMap` برای استفاده در محیط‌های چندنخی (multi-threaded) طراحی نشده است. اگر به یک `Map` همزمان نیاز دارید، از `ConcurrentHashMap` استفاده کنید.

به طور خلاصه، `HashMap` ابزاری قدرتمند برای ذخیره و بازیابی سریع داده‌ها بر اساس کلید است و در بسیاری از برنامه‌های جاوا کاربرد دارد.