HashMap数组长度
首先,HashMap的初始化的数组长度一定是2的n次的,每次扩容仍是原来的2倍的话,就不会破坏这个规律,每次扩容后,原数据都会进行数据迁移,根据二进制的计算,扩容后数据要么在原来位置,要么在【原来位置+扩容长度】,这样就不需要重新hash,效率上更高。
HashMap中,如果想存入数据,首先它需要根据key的哈希值去定位落入哪个桶中。
HashMap的做法,我总结的是,三步:>>>无符号右移、^异或、&与
具体是:拿着key的哈希值,先“>>>”无符号右移16位,然后“^”异或上key的哈希值,得到一个值,再拿着这个值去“&”上数组长度减一
最后得出一个数(如果数组长度是15的话,那这个数就是一个0-15之间的一个数),这个数就是得出的数组脚标位置,也就是存入的桶的位置。
由上边可以知道,定位桶的位置最后需要做一个 “&” 与运算,&完了得出一个数,就是桶的位置
知道了这些以后,再来说为什么HashMap的长度之所以一定是2的次幂?
至少有以下两个原因:
让数据更散列更均匀的分布,更充分的利用数组的空间
怎么理解呢?下面举例子说一下如果不是2的次幂的数的话假设数组长度是一个奇数,那参与最后的&运算的肯定就是偶数,那偶数的话,它二进制的最后一个低位肯定是0,0做完&运算得到的肯定也是0,那意味着&完后得到的数的最低位一定是0最低位一定是0的话,那说明一定是一个偶数,换句话说就是:&完得到的数一定是一个偶数,所以&完获取到的脚标永远是偶数位,那意味着奇数位的脚标永远都没值,有一半的空间是浪费的奇数说完了,来说一下偶数,假设数组长度是一个偶数,比如6,那参与&运算的就是55的二进制 00000000 00000000 00000000 00000101发现任何一个数&上5,倒数第二低位永远是0,那就意味着&完以后,最起码肯定得不出2或者3(这点刚开始不好理解,但是好好想一下就能明白)意味着第二和第三脚标位肯定不会有值
虽然偶数的话,不会像奇数那么夸张会有一半的脚标位得不到,但是也总会有一些脚标位得不到的。所以不是2的次幂的话,不管是奇数还是偶数,就肯定注定了某些脚标位永远是没有值的,而某些脚标位永远是没有值的,就意味着浪费空间,会让数据散列的不充分,这对HashMap来说绝对是个灾难!
在扩容迁移的时候不需要再重新通过哈希定位新的位置
扩容后,元素新的位置,要么在原脚标位,要么在原脚标位+扩容长度这么一个位置。
扩容后到底是在原来位置还是在原脚标位+扩容长度的位置,主要是看新扩容最左边一个1对应的上方数字是0还是1如果是0则扩容后在原来位置,如果是1则扩容后在原脚标位+扩容长度的位置HashMap源码里扩容也是这么做的。
总结
总的来说,其实和hash&(n-1)这个计算有关。如果不为n不为2的n次方的话,那转换为二进制情况下,n-1就会有某一位为0,那与hash做了&运算后,该位置永远为0,那么计算出来的数组位置就永远会有某个下标的数组位置是空的,也就是这个位置永远不会有值。
评论区