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JAVA面试锦集03-HashMap

JAVA面试锦集03-HashMap

作者: Steven_cao | 来源:发表于2018-08-07 23:44 被阅读15次

1、hashMap允许null key,null value,HashMap与HashTable基本等价(除了不同步及不允许null key),HashMap不保证内部顺序
2、HashMap get put方法提供常数级性能,不要设置太大的初始化capacity和太小的loadFactory,对HashMap的Iterator影响非常重要,
capacity是指哈希表中的buckets的数量,初始化容量只是哈希表的创建时的容量。
loadFactory是哈希表自动扩容前允许最多放多少个entries,当hash table中的entries超过loadFactory允许的数量时,hash table会进行rehash(也就是说内部的数据结构会重新构建-扩容)一般扩展是原有bucket的两倍
3、作为基本规则,0.75的loadFactory在时间、空间上达到了一个平衡,高的loadFactory降低了空间成本,但是增加了查询成本,如果初始化的容量操过HashMap允许的最大容量,扩容操作永远不会发生。
4、如果大量的映射关系会被存在HashMap实例中,初始化足够大的容量比让HashMap自动扩容更高效。
5、HashMap是fail-fast,当迭代对象创建后,如果对其进行修改,将会抛出ConcurrentModificationException,
6、TreeNode的root节点通常是第一个节点,但是,有些时候,可能不是(比如在remove的时候)root节点可能在别的地方,这种情况也可以根据Parent的linked来恢复
7、HashTable的tableSizeFor算法:主要功能是返回一个比给定整数大且最接近的2的幂次方整数,如给定10,返回2的4次方16.

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;
    }

我们首先假定cap也就是给定数的的形式为00..01XXXXXXX,(X代表可为0也可为1,X前面的1为从最高位开始第一个为1的那一位)
首先是n |= n >>> 1;也就是n变成n与n右移一位之后异或后的值,即
n: 00..01XXXXXXX
n>>>1:00..001XXXXXX
新n: 00..011XXXXXX
也许到这里你还看不出什么结果,那接着看第二步n |= n >>> 2;也就是n变成n与n右移两位之后异或的值,即
n: 00..011XXXXXX
n>>>2:00..00011XXXX
新n: 00..01111XXXX
到这里就不用再解释了吧,这个算法不断的通过把第一个1开始后面的位变成1,本例由00..01XXXXXXX->00..011111111,最后再返回n+1;
8、putVal方法参数
onlyIfAbsent 默认为false, 设置为true 表明当存在值时,不改变原有值
evict 默认为true

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
     // tab为当前table
     // p为要当前节点要插入的bucket位置上的Node
     // n 为tab的size
     // i 为算出的bucket的所在的位置
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
     // 1、将原有的table赋值给tab
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    // 如果当前bucket的位置上没有值,把这个Node放在此bucket上
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
       // 如果此bucket上已经有值
       // e
        // k为原节点的key
        Node<K,V> e; K k;
        
        // 如果当前bucket位置上的以下条件满足,替换本节点上的值
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            e = p;
        else if (p instanceof TreeNode)
            // 如果p是TreeNode节点,反当前节点放到红黑二叉树中
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
           // 如果是链接
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                // 循环找到链表的尾部
                if ((e = p.next) == null) { 
                     //将原有尾部的下一个节点指向当前要插入的节点
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    // 判断当前binCount是否达到将链表转为TreeNode的阀值
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        // 如果达到把链接转为红黑二叉树
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                // 如果链表上已经存在此key的Node
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
        }
    }
    // 修改次数+1
    ++modCount;
    // 如果size+1的值 大于要扩容的阀值则进行扩容
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

下面来看一下resize()方法

final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        // oldCap为原Map的size.
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        // oldThr为原Map扩容的阀值
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        // 如果原有的HashMap不为空,则要表明是扩容,则要将原有的HashMap放到新的HashMap中
        if (oldTab != null) {
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        Node<K,V> next;
                        do {
                            next = e.next;
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }
final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
        int n, index; Node<K,V> e;
        if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
            resize();
        else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
            TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
            do {
                TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                if (tl == null)
                    hd = p;
                else {
                    p.prev = tl;
                    tl.next = p;
                }
                tl = p;
            } while ((e = e.next) != null);
            if ((tab[index] = hd) != null)
                hd.treeify(tab);
        }
    }

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