Java教程

HashMap的桶位为什么是2的N次方(源码分析----1.8)

本文主要是介绍HashMap的桶位为什么是2的N次方(源码分析----1.8),对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

内部类Node,实现Map.Entry(jdk1.8初次出现Node)

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;
    }
}

HashMap实体中常量部分

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
    /**
     * 初始化容量,必须是2的N次方
     * 
     * 1<<4即:1转换为二进制,向左移4位,右侧补零。00001(1) ----> 10000(16)
     */
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;

    /**
     * 最大容量为1左移30位,即1+30个0共31位,大约为int最大值的一半
     * int共32位,首位0位正数 1位负数,不参与运算。因此最大值为2^31-1:共31个1
     */
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

    /**
     * 默认负载因子0.75
     */
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

    /**
     * 阈值,当拉链超过8,转换为红黑树
     */
    static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

    /**
     * 扩容后,若某个红黑树长度<6,则转换回链表
     */
    static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;

    /**
     * 当map容量整体>64,才考虑转换红黑树
     */
    static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
}

构造方法

    /**
     * 可指定初始化长度及负载因子
     *
     * 长度必须在0到1 << 30之间,否则报错
     * 长度若合法,则根据tableSizeFor计算长度
     */
    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

    /**
     * 将一个给定初始值,返回接近2的N次方数值,例如:2->2,3->4,7->8等,若小于0直接返回0,大于最大值返回最大值
     * 
     * 进来一个数,-1后,不断的向右无符号移动后和自己按位取或,
     * 例如:3,-1=2(0010),右移1(0001),按位取或:0011 = 3
     *     3继续右移2(0000),| 0011 = 0011(3),因此到最后一句之前都是3
     *     最后一句3+1=4,最终返回4
     */
    static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
    }

    public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }

    public HashMap() {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
    }

    public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        putMapEntries(m, false);
    }

从tableSizeFor方法可以看出,不论入参初始化hashMap长度为多少,其内部均会将其转换为一个2的N次方数值,这是为什么呢?

HashMap寻址使用的除留余数法,即位置 = hash%size,而对于计算机来说,位运算速度会更快,若要把取余运算优化为位运算,即:hash%size == hash&(size-1),size必须为2的N次方。

因为:2^n-1的数字为全1,但最高位为0;若hash比size大,则高位与变0,低位全1与不变,相当于做了模除运算。

例如:9%8=1;

9(1001)& 7(0111) ---> 0001,即1

这篇关于HashMap的桶位为什么是2的N次方(源码分析----1.8)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!