HashMap复习

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mb5ff2f2755a961 2021-07-28 08:00:00

文章标签 数组链表初始化 get方法死循环 文章分类 代码人生

面试考察的绝对重点。以下是问题导航

hashMap数据结构
hash函数设计
扩容为什么扩容为2
Put/get方法
链表转红黑树
1.7 & 1.8差别
死循环条件

基础知识

^ 异或：相同的为0 不同的为1

& 与运算：A与B都为1结果为1 其他为0

| 或运算：A或B其中一个为1则为1 其他都为0

hashMap数据结构

略。

hash函数设计

int h = (key == null) ? 0 :(h = key.hashcode)^(h>>>16)
int index = h & (length-1);

h>>>16 被称为扰动函数使用无符号右移16位后再与原hashcode异或原因是 .hashcode 方法计算的结果为32位,但是length位数比较低，直接计算index高位不参与容易冲突，右移16再异或可以混合低位和高位增加随机性。从打降低hash冲突的风险。
为什么是 &(length-1): Java中对2的n次方取余等于减一的与运算，效率更高。

扩容步骤

resize()方法中若数组未初始化则初始化数组，若是已经初始化的数组，则数组扩容为之前的2倍。扩容过程如下

遍历数组若旧数组中不存在hash冲突的节点，直接移动到新的数组当中去。int index = (e.hashcode&(newLength -1))
若存在冲突的节点，树节点进行拆分，链表节点会保持原有顺序，依然是尾插法。
判断元素是否在原有位置e.hashcode&(oldcap)==0 这是因为oldCap的高位和newCap-1的高位是一致的。
发现元素不是在原有位置，更新hitail和hiHead的指引关系。
将index未改变的复制到新的数组当中去。
将index发生改变的元素复制到新数组当中去。新的下标为oldindex+oldCap

为什么扩容为2

因为在扩容中判断元素是否在原位置使用的是与操作。都为1才能为1。假设数组从8扩容到16,决定为扩容后是否在原位置的为hashCode的高位值。1/0会被分流到不同的位置当中去，从而在扩容中可以让数组分布更加均匀。

old.length -1 = 7   0 0 1 1 1
e.hashCode = k      x p x x x
==============================
                    0 0 y y y 
扩容前index值由低三位决定,与操作让高位以上都为0                                        
e.hashcode&(oldCap-1)

new.length -1 = 15   0 1 1 1 1
e.hashCode = k       x p x x x
==============================
                     0 z y y y
扩容后唯一发生变化的是高位z。若z为0那么位置不变。
若z的位置为1 那么新的index等于oldCap+oldIndex
新的index的值为zyyy z000等于oldCap 0yyy等于oldIndex
e.hashcode&(newCap-1)

old.length = 8       0 1 0 0 0
e.hashCode = k       x p x x x
==============================
                     0 z 0 0 0
此时e.hashcode & oldCap == 0 那么则z为0 说明位置不变。