HashMap容量为什么是2的n次方？如何做到的？

最新推荐文章于 2025-04-10 21:58:15 发布

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文章标签： hashmap java java map 面试集合

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本文围绕HashMap展开，探讨调用HashMap(9)构建map时的容量，指出其容量为16。重点分析了HashMap容量取2的n次方的原因，与hash寻址有关，&操作代替%运算需满足此条件。还介绍了HashMap通过tableSizeFor方法保证容量是2的n次方。

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HashMap无疑是我们最常用的集合之一了，当我们调用HashMap(9)构建map的时候，它的容量是多少呢？

划重点！HashMap(9)构建的map的容量是16！！！这也就引出了下面的问题：

HashMap的容量为什么是2的n次方？HashMap是如何保证容量是2的n次方的？

HashMap容量取2的n次方，主要与hash寻址有关。在put(key,value)时，putVal()方法中通过i = (n - 1) & hash来计算key的散列地址。其实，i = (n - 1) & hash是一个%操作。也就是说，HashMap是通过%运算来获得key的散列地址的。但是，%运算的速度并没有&的操作速度快。而&操作能代替%运算，必须满足一定的条件，也就是a%b=a&(b-1)仅当b是2的n次方的时候方能成立。这也就是为什么HashMap的容量需要保持在2的n次方了。putVal部分代码如下：

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        // 此处省略了代码
        // i = (n - 1) & hash]
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        

        else {
            // 省略了代码
        }
}

那么，第二个问题“HashMap是如何保证容量是2的n次方的”，HashMap类中有个tableSizeFor方法，代码如下：

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;
}

从代码可以看出，n做了5次无符号右移（>>>）操作与或操作，那么它究竟发生了什么。其实，上述操作是将n对应的二进制数的最高位1后面全变为了1。为什么呢？看下面的例子：

hashmap容量能保持在2的n次方的原因