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文章目錄

• 一、什么是HashMap?
• 二、為什么擴容2的n次冪？

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一、什么是HashMap?

HashMap是Java中的集合類，是存放鍵值對形式的數據（Key和Value），例如QQ賬號和QQ密碼，QQ賬號就是Key而密碼則是Value
詳細可以看這兩篇上 HashMap源碼剖析（上）——java集合
和下 HashMap源碼剖析（下）——java集合

二、為什么擴容2的n次冪？

首先先看一下HashMap中的putVal方法(存值的)和resize方法(擴容的)，之所以HashMap擴容是2的n次冪和這兩個方法有千絲萬縷的聯系。

通過putVal方法可以看出來HashMap在存值時會先把key的hash值和擴容后的長度進行一次按位與運算，其中hash是在hash方法中把key進行計算后的出來的結果，n是擴容的長度（也就是數組的長度，默認為16），然后判斷是否hash碰撞在進行不同的存儲。

通過resize方法可以看出來擴容時會新建一個tab，然后遍歷舊的tab，將舊的元素進行e.hash & (newCap - 1)的計算添加進新的tab中，也就是(n - 1) & hash的計算方法，其中n是集合的容量，hash是添加的元素經過hash函數計算出來的hash值。

之所以這樣2n擴容和上面的兩個方法有極大的關系，首先他們都使用了按位與運算，按位與運算就是把值先變成二進制然后進行運算，如果有0則為0，都為1時則輸出為1，HashMap默認容量為16那么在存放到數組時就是n-1也就是15，而15二進制則是1111擴容后為32-1及11111111

，如果都為1的情況下是可以極大的減少hash碰撞，增加效率的。

通過下面例子來看一下當容量為11111111時按位與運算的結果，通過下面的結果可以看出來結果很分散，大大減少了hash碰撞的發生。

再看一下當容量不為11111111而是為其他值的時候，通過下面的結果可以看出，1、2、4跟不同的值進行hash運算但是結果卻是相同的，也就是發生了hash碰撞。

同時 確定數組位置的實現是 i=（n-1）& hash，其中 n 代表數組的長度，即map的容量。

當n為2的冪次方時，（n-1）& hash 的值是均勻分布的，我們假設n=16，hash從0開始遞增：

當n不為2的冪次方時，（n-1）& hash 的值不是是均勻分布的，我們假設n=15，hash從0開始遞增：

由上面可以看出，當我們根據key的hash確定其在數組的位置時，如果n為2的冪次方，可以保證數據的均勻插入，如果n不是2的冪次方，可能數組的一些位置永遠不會插入數據，浪費數組的空間，加大hash沖突。
另一方面，一般我們可能會想通過 % 求余來確定位置，這樣也可以，只不過性能不如 & 運算。而且當n是2的冪次方時：hash & (length - 1) == hash % length

因此，HashMap 容量為2次冪的原因，就是為了數據的的均勻分布，減少hash沖突，畢竟hash沖突越大，代表數組中一個鏈的長度越大，這樣的話會降低hashmap的性能。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的HashMap 容量为2次幂的原因的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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