[Java復習] 面試突擊 - 集合

JDK 1.8 中hash算法和尋找算法是如何優化？

// JDK 1.8以后的HashMap里面的一段源碼

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

高低16位參與運算：

比如有一個key的hash值

原值：        1111 1111 1111 1111     1111 1010 0111 1100

右移16位：0000 0000 0000 0000  1111 1111 1111 1111

異或運算： 1111 1111 1111 1111     0000 0101 1000 0011 -> 轉換成int值表示hash值

尋址算法優化：

(n - 1) & hash  -> 算出數組里的一個位置下標

取模運算性能差一些，為了優化數組尋址過程，數組長度2的n次方，hash & (n – 1)效果跟hash對n取模效果一樣，與運算性能更高。

核心在於低16的與運算

hash算法的優化：對每個hash值，在他的低16位中，讓高低16位進行了異或，讓他的低16位同時保持了高低16位的特征，盡量避免一些hash值后續出現沖突，大家可能會進入數組的同一個位置。

 

HashMap如何解決hash碰撞問題？

hash沖突問題，鏈表+紅黑樹，O(n)和O(logn)

map.put和map.get -> hash算法優化（避免hash沖突），尋址性能優化

假設你的鏈表很長，可能會導致遍歷鏈表，性能會比較差，O(n)

優化，如果鏈表的長度達到了一定的長度之后，其實會把鏈表轉換為紅黑樹，遍歷一顆紅黑樹找一個元素，此時O(logn)，性能會比鏈表高一些。

 

說說HashMap是如何進行擴容的？

2的N次方擴容。16，32，64。。。

rehash:

如果數組的長度擴容之后 = 32，重新對每個hash值進行尋址，也就是用每個hash值跟新數組的length - 1進行與操作。

n-1          0000 0000 0000 0000  0000 0000 0001 1111

hash1      1111 1111 1111 1111     0000 1111 0000 0101

&結果      0000 0000 0000 0000  0000 0000 0000 0101 = 5（index = 5的位置）

 

n-1          0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1111

hash2     1111 1111 1111 1111     0000 1111 0001 0101

&結果    0000 0000 0000 0000   0000 0000 0001 0101 = 21（index = 21的位置）

 

判斷二進制結果中是否多出一個bit的1，如果沒多，那么就是原來的index，如果多了出來，那么就是index + oldCap，通過這個方式，就避免了rehash的時候，用每個hash對新數組.length取模，取模性能不高，位運算的性能比較高。

 

參考資料：

互聯網Java工程師面試突擊（第三季）-- 中華石杉