HashMap 哈希算哈希算法原理解析,如何利用函数预测博彩走势法和扩容详解

2026-01-13

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HashMap 哈希算哈希算法原理解析,如何利用哈希函数预测博彩走势法和扩容详解

  提到HashMap,大多数同学想必已经背烂了。遥想当年面试官问,你有没有看过HashMap的源码,你还记得其中的细节这样的问题,还真是头大。Anyway本着认真求是的原则,这里作者聚焦的源码,去繁就简,总结一下HashMap比较核心的两个问题,也是作者认为设计比较精巧的两个地方:hash算法,和扩容。

  这里哈希冲突的例子用的都是链表,红黑树部分同理,只是有些细节不同,就不在这篇文章介绍了。

  首先我们来谈谈hash算法。这里我先抛砖引玉一下,HashMap中计算一个对象的哈希值算法为:

  我们知道在Java中,一个对象的hashCode()的函数返回值是int整数类型,也就是32位。如果我们的n很小(也不是那么小),在16位二进制整数以下,那么当对象的hashCode()的低16位不变,而是高16位发生变化的话,相当于还是无法避免哈希冲突。因此这种高16位异或低16位的方式,是一种折中的为了降低hash冲突概率的方法。(或者说增加一个扰动函数)

  这也是一个有趣的优化点。首先我们如果直接使用数组长度n针对hash进行取模的话,使用操作为hash % n,这个操作符是很慢的。因此我们用2的整数次幂,就可以使用 hash & (n - 1)来等价操作啦!当然还有一个好处在下文中体现就是,2的整数次幂的扩容,直接将容量翻倍后,每一个Node的新位置可以直接变成旧位置 或 旧位置 + n。

  至于有的人说一般取质数可以更好的避免哈希冲突,这个作者没找到太能说服我的直观的数学论据。如果读者有的话,烦请赐教~

  扩容的逻辑很简单,就是先创建一个二倍大小的哈希桶,然后遍历所有的位置上的所有的Node,然后放到合适的位置。

  上文提到,因为我们的哈希桶大小始终是2的整数次幂,因此当我们扩容时,实际上是做了一步n = n 1的操作。也就是newCap = oldCap 1。一个有趣的事情是,这样的操作之后其实取模操作结果和原来的区别取决于当前hash的oldCap这个位是1还是0。

  理解了这个你再去看这段针对一个位置是链表的扩容代码,不需要注释也非常清晰。(其实红黑树也是一样的,无非是拆成两棵树,然后再判断一下是否需要退化成链表。)

  // 当前位置为(n - 1) & hash,如果还没有元素,直接将当前value放进去

  // 如果元素是链表,放入链表尾部,或替换相同key的value。如果当前大小大于8,则变成红黑树。

  // 没找到后续相同的key,则放入尾部,然后判断是不是到了红黑树阈值8

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