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2019Java面试题:为什么使用hashmap需要重写hashcodes和equals方法?

总的来说,Java中的集合(Collection)有两类,一类是List,再有一类是Set。你知道它们的区别吗?前者集合内的元素是有序的,元素可以重复;后者元素无序,但元素不可重复。那么这里就有一个比较严重的问题了:要想保证元素不重复,可两个元素是否重复应该依据什么来判断呢?这就是Object.equals方法了。但是,如果每增加一个元素就检查一次,那么当元素很多时,后添加到集合中的元素比较的次数就非常多了。也就是说,如果集合中现在已经有1000个元素,那么第1001个元素加入集合时,它就要调用1000次equals方法。这显然会大大降低效率。

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    Java HashMap 的那么多为什么

    其中方法 hashcode() 返回的是 Java 对象的 hash_code,这是一个 int 类型的值(32 位)。那么为什么在拿到这个值之后,还需要将自己右移 16 位与自己进行异或呢?因为容量较小的时候,在计算 index 那边,真正用到的其实就只有低几位,假如不融合高低位,那么假设 hashcode() 返回的值都是高位的变动的话,那么很容易造成散列的值都是同一个。但是,假如将高位和低位融合之后,高位的数据变动会最终影响到 index 的变换,所以依然可以保持散列的随机性。 那么在计算 index 的时候,为什么不使用 hash(key) % capacity 呢?这是因为移位运算相比取余运算会更快。那么为什么 hash(key) & (capacity - 1) 也可以呢?这是因为在 B 是 2 的幂情况下:A % B = A & (B - 1)。如果 A 和 B 进行取余,其实相当于把 A 那些不能被 B 整除的部分保留下来。从二进制的方式来看,其实就是把 A 的低位给保留了下来。B-1 相当于一个“低位掩码”,而与的操作结果就是散列值的高位全部置为 0 ,只保留低位,而低位正好是取余之后的值。我们取个例子,A = 24,B =16,那么 A%B=8,从二进制角度来看 A =11000 ,B = 10000。A 中不能被 B 整除的部分其实就是 1000 这个部分。接下去,我们需要将这部分保留下来的话,其实就是使用 01111 这个掩码并跟 A 进行与操作,即可将1000 保留下来,作为 index 的值。而 01111 这个值又等于 B-1。所以 A &(B-1)= A%B。但是这个前提是 B 的容量是 2 的幂,那么如何保证呢?我们可以看到,在设置初始大小的时候,无论你设置了多少,都会被转换为 2 的幂的一个数。之外,扩容的时候也是按照 2 倍进行扩容的。所以 B 的值是 2 的幂是没问题的。

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