作者：Helloworld先生
https;?/blog.csdn.net/u010841296/article/details/82832166
HashMap是根據key的hash值決策key放入到哪個桶（bucket）中，通過 tab=[(n - 1) & hash] 公式計算得出，其中tab是一個哈希表。
1. 為什么要保證 capacity 是2的次冪呢？
1）在get方法實現中，實際上是匹配鏈表中的 Node[] tab 中的數據。
(n - 1) & hash實際上是計算出 key 在 tab 中索引位置，當key的hash沒有沖突時，key在HashMap存儲的位置就是匹配的node中的第一個節點。如果hash有沖突，就會在node里面節點中查詢，直至匹配到相等的key。
2）因為 n 永遠是2的次冪，所以 n-1 通過 二進制表示，永遠都是尾端以連續1的形式表示（00001111，00000011）
當(n - 1) 和 hash 做與運算時，會保留hash中 后 x 位的 1
例如 00001111 & 10000011 = 00000011
這樣做有2個好處
-
&運算速度快，至少比%取模運算塊
-
能保證 索引值 肯定在 capacity 中，不會超出數組長度
-
(n - 1) & hash，當n為2次冪時，會滿足一個公式：(n - 1) & hash = hash % n
2.為什么要通過 (n - 1) & hash 決定桶的索引呢？
1）key具體應該在哪個桶中，肯定要和key掛鈎的，HashMap顧名思義就是通過hash算法高效的把存儲的數據查詢出來，所以HashMap的所有get 和 set 的操作都和hash相關。
2）既然是通過hash的方式，那么不可避免的會出現hash沖突的場景。hash沖突就是指 2個key 通過hash算法得出的哈希值是相等的。hash沖突是不可避免的，所以如何盡量避免hash沖突，或者在hash沖突時如何高效定位到數據的真實存儲位置就是HashMap中最核心的部分。
3）首先要提的一點是 HashMap中 capacity 可以在構造函數中指定，如果不指定默認是2 的 (n = 4) 次方，即16。
public HashMap(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
}
4）HashMap中的hash也做了比較特別的處理，(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)。
先獲得key的hashCode的值 h，然后 h 和 h右移16位 做異或運算。
實質上是把一個數的低16位與他的高16位做異或運算，因為在前面 (n - 1) & hash 的計算中，hash變量只有末x位會參與到運算。使高16位也參與到hash的運算能減少沖突。
例如1000000的二進制是
00000000 00001111 01000010 01000000
右移16位：
00000000 00000000 00000000 00001111
異或
00000000 00001111 01000010 01001111
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
3.capacity 永遠都是 2 次冪，那么如果我們指定 initialCapacity 不為 2次冪時呢，是不是就破壞了這個規則？
答案是：不會的，HashMap 的tableSizeFor方法做了處理，能保證n永遠都是2次冪。
/**
* Returns a power of two size for the given target capacity.
*/
static final int tableSizeFor(int cap) {
//cap-1后，n的二進制最右一位肯定和cap的最右一位不同，即一個為0，一個為1，例如cap=17（00010001），n=cap-1=16（00010000）
int n = cap - 1;
//n = (00010000 | 00001000) = 00011000
n |= n >>> 1;
//n = (00011000 | 00000110) = 00011110
n |= n >>> 2;
//n = (00011110 | 00000001) = 00011111
n |= n >>> 4;
//n = (00011111 | 00000000) = 00011111
n |= n >>> 8;
//n = (00011111 | 00000000) = 00011111
n |= n >>> 16;
//n = 00011111 = 31
//n = 31 + 1 = 32, 即最終的cap = 32 = 2 的 (n=5)次方
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
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