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HashMap的默认容量为何为16?为何是2的整数倍?面试必备

Coder小哥 4602

前言:

现在朋友们对“java判断是否整数倍”都比较珍视,咱们都需要了解一些“java判断是否整数倍”的相关知识。那么小编同时在网络上搜集了一些对于“java判断是否整数倍””的相关内容,希望兄弟们能喜欢,小伙伴们一起来学习一下吧!

理解 HashMap 的源码实现时,有如下几点:

①、初始容量为 1<<4,也就是24 = 16

②、负载因子是0.75,当存入HashMap的元素占比超过整个容量的75%时,进行扩容,而且在不超过int类型的范围时,进行2次幂的扩展(指长度扩为原来2倍)

扩大一倍

③、新添加一个元素时,计算这个元素在HashMap中的位置,也就是本篇文章的主角 哈希运算。分为三步:

第一步:取 hashCode 值: key.hashCode()

第二步:高位参与运算:h>>>16

第三步:取模运算:(n-1) & hash

ps:第 6 行代码是我自己加的。

首先第一步取得 hashCode,该方法是一个用native修饰的本地方法,返回的是一个 int 类型的值(根据内存地址换算出来的一个值),通常我们都会重写该方法。

第二步将取得的哈希值无符号右移16位,高位补0。并与前面第一步获得的hash码进行按位异或^ 运算。这是为了当length比较小的时候,也能保证考虑到高低Bit位都参与到Hash的计算中,同时不会有太大的开销。

看这段代码:

我们知道对于HashMap的table而言,数据分布需要均匀(最好每项都只有一个元素,这样就可以直接找到),不能太紧也不能太松,太紧会导致查询速度慢,太松则浪费空间。计算hash值后,怎么才能保证table元素分布均与呢?我们会想到取模,但是由于取模的消耗较大,HashMap是这样处理的:调用indexFor方法。

HashMap源码中有一个indexFor方法,返回的是key的hashcode跟初始容量-1做与运算。

首先length为2的整数次幂的话,h&(length-1)就相当于对length取模,这样便保证了散列的均匀,同时也提升了效率;

其次,length为2的整数次幂的话,为偶数。这样length-1为奇数,奇数的最后一位为1,这样便保证了h&(length-1)的最后一位为0,也可能为1(这取决于h的值),即与后的结果可能为偶数也可能是奇数。这样便可以保证散列的均匀性,

而如果length为奇数的话,很明显length-1为偶数,它的最后一位是0,这样h&(length-1)的最后一位肯定为0,即只能为偶数,这样任何hash值都只会被散列到数组的偶数下标位置上,这便浪费了近一半的空间。所以,length取2的整数次幂,是为了使不同hash值发生碰撞的概率较小,这样就能使元素在哈希表中均匀地散列。

为方便大家更好理解,说一下java运算符 与(&)、非(~)、或(|)、异或(^)

1)十进制转二进制

原理:给定的数循环除以2,直到商为0或者1为止。将每一步除的结果的余数记录下来,然后反过来就得到相应的二进制了。

比如8转二进制,第一次除以2等于4(余数0),第二次除以2等于2(余数0),第三次除以2等于1(余数0),最后余数1,得到的余数依次是0 0 0 1 ,

2)二进制转十进制

计算也很简单,比如8的二进制表示位00001000,去掉补齐的高位就是1000.此时从个位开始计算2的幂(个位是0,依次往后推)乘以对应位数上的数,然后得到的值想加

于是有了,(2的0次幂)*0+(2的1次幂)*0+(2的2次幂)*0+(2的3次幂)*1 = 8

3)位异或运算(^)

运算规则是:两个数转为二进制,然后从高位开始比较,如果相同则为0,不相同则为1。

比如:8^11.

8转为二进制是1000,11转为二进制是1011.从高位开始比较得到的是:0011

4)位与运算符(&)

运算规则:两个数都转为二进制,然后从高位开始比较,如果两个数都为1则为1,否则为0。

比如:129&128.

129转换成二进制就是10000001,128转换成二进制就是10000000。从高位开始比较得到,得到10000000,即128.

5)位或运算符(|)

运算规则:两个数都转为二进制,然后从高位开始比较,两个数只要有一个为1则为1,否则就为0。

比如:129|128.

129转换成二进制就是10000001,128转换成二进制就是10000000。从高位开始比较得到,得到10000001,即129.

6)位非运算符(~)

运算规则:如果位为0,结果是1,如果位为1,结果是0.

比如:~37

在Java中,所有数据的表示方法都是以补码的形式表示,如果没有特殊说明,Java中的数据类型默认是int,int数据类型的长度是8位,一位是四个字节,就是32字节,32bit.

8转为二进制是100101.

补码后为: 00000000 00000000 00000000 00100101

取反为: 11111111 11111111 11111111 11011010

因为高位是1,所以原码为负数,负数的补码是其绝对值的原码取反,末尾再加1。

因此,我们可将这个二进制数的补码进行还原: 首先,末尾减1得反码:11111111 11111111 11111111 11011001 其次,将各位取反得原码:

00000000 00000000 00000000 00100110,此时二进制转原码为38

所以~37 = -38.

大家有什么问题可以提出共同学习交流,喜欢的话,点个关注吧!

标签: #java判断是否整数倍