ConcurrentHashMap之tableSizeFor()方法透析(位運算運用）

 

ConcurrentHashMap和HashMap有如下方法

inttableSizeFor(int c)

//功能：輸入低於最大容量的數c，返回大於等於且最接近c的2的冪次數。

源碼：

 

private static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
 
private static final int tableSizeFor(int c) {
    int n = c - 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;
}

 

解釋/總結：1：符號>>:右移n位相當於除以2的n次方。符號<<:左移n位就相當於乘以2的n次方。 >>>無符號右移："零擴展",無論正負，左邊都補0。|符號，按位或，使用二進制計算:0|1=1,0|0=0,1|1=1

2：設c=010001101,即141.

執行：先減1，n=140--轉為2進制---010001100  

    n |= n >>> 1------無符號右移一位,左邊補0

    001000110 |       |操作

    010001100   

->n=011001110

    n |= n >>> 2------同上

    011001110 | 

    000110011     

->n=011111111=255

最高位1后面已經均為1, 后面再執行|操作n不會發生變化了，

最后n=255，返回n+1即256。可以看出該算法通過幾次無符號右移和|操作會讓最高位的1后面的位全變為1。

3：在使用位運算之前減1是必要的，否則對於c=16,最后就會得到32.實際需求應當返回16.

4：為什么最后寫到n|n >>> 16？我們知道int范圍在-2^31~2^31-1,因此對於int最大的2次冪數為2^30，這也就是MAXIMUM_CAPACITY的值。c超過這個值就會返回MAXIMUM_CAPACITY。

而這邊代碼中一共右移了1+2+4+8+16=31位，因此可以保證高位1以下的低位都會變成1.

5 :如果c是負數,那么結果如何

int c=-100;
c|= c >>> 1;
System.out.println( c );
c|= c >>> 2;
System.out.println( c );
c|= c >>> 4;
System.out.println( c );
c|= c >>> 8;
System.out.println( c );
結果:
-34
-1
-1
-1

 

運算過程中|操作后使用補碼運算同樣會不斷的將0變成1;最后就會變成111111111111111111...=-1

 

實踐發現如果傳入負數最后n最大會變成-1,而上述算法中(n < 0) ? 1會返回1,不會有異常.

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6: 總結:這個算法主要是對位運算的運用.這里我總結一下位運算的運用

 |按位或運算: 可以將指定的低位從0變成1,如a|0111 (2進制),這樣就可以將低3位 置為1.

 ^異或運算:這個運算是相同的位得0,不同的得1. 它可以用來反轉低位得值.如

1001^0111(2進制) =1110,后三位反轉了.還有之前學過的可以用來交換a,b: a=a^b;b=b^a;a=a^b;

&按位與操作:可以用來保留后n位:如:010101&0111=000101這樣保留后三位不變,其余為0.

<<左移:左移n等同於乘以2的n次方

>>右移:右移n等同於除以2的n次方,正數右移高位補0，負數右移高位補1

>>>無符號右移:無論是正數還是負數，高位都補0。

(左移右移時需要注意范圍)

 

應用:

//判斷兩個int類型數是否同正負:

//只要看高位的數是不是不同即可

public static boolean SameSymbolInt(int a,int b){
    return ((a >> 31) ^ (b >> 31)) == 0;
}