Что произойдет внутри структуры данных HashMap, если все её элементы имеют одинаковый ключ?

Если в HashMap все элементы имеют одинаковый ключ, то фактически в структуре останется только один элемент — последний добавленный с этим ключом. HashMap не допускает дублирование ключей, поэтому при добавлении нового значения с уже существующим ключом старое значение перезаписывается.

Внутренне HashMap использует хеш-функцию для распределения элементов по корзинам (бакетам). Если все ключи одинаковы, то все элементы будут попадать в одну корзину, превращая структуру в связанный список или дерево (в зависимости от реализации и размера). Это сильно ухудшает производительность операций поиска и вставки, так как вместо O(1) они становятся O(n).

Пример:

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("key", 1);
map.put("key", 2);
System.out.println(map.get("key")); // Выведет 2

Здесь значение 1 будет перезаписано значением 2 для ключа "key".