HashMap是Java中一個非常常用的數據結構，它基于哈希表實現，可以提供快速的插入、刪除和查找操作。HashMap的高效查找主要得益于其哈希算法和哈希表的設計。
哈希算法：HashMap使用的哈希算法是根據鍵（Key）的hashCode值計算出哈希值。具體來說，HashMap會首先調用鍵對象的hashCode()方法獲取其哈希碼，然后將這個哈希碼與HashMap的容量（通常為2的n次方）進行與運算，得到最終的哈希值。這個哈希值就是鍵值對在哈希表中的存儲位置。
哈希沖突：由于不同的鍵可能會計算出相同的哈希值，這種情況稱為哈希沖突。HashMap通過鏈地址法解決哈希沖突。當發生沖突時，HashMap會將具有相同哈希值的鍵值對存儲在一個鏈表中。這樣，在查找時，只需要在鏈表中順序查找即可。
負載因子：HashMap的負載因子是指哈希表中已存儲的元素數量與哈希表容量的比值。當負載因子超過一定閾值（默認為0.75）時，HashMap會自動擴容，將哈希表的容量翻倍，并重新計算每個鍵值對的哈希值，以減少哈希沖突的概率。
擴容策略：當HashMap的元素數量達到一定程度時，會觸發擴容操作。擴容時，HashMap會創建一個新的哈希表，其容量是原哈希表容量的兩倍，然后將原哈希表中的所有鍵值對重新計算哈希值并插入新的哈希表中。這個過程叫做rehashing。
通過這些設計和策略，HashMap能夠在大多數情況下實現高效的查找、插入和刪除操作。然而，在極端情況下（例如哈希函數導致大量哈希沖突），性能可能會下降。為了避免這種情況，可以選擇合適的哈希函數和負載因子，或者在預期元素數量較大時提前擴容。
