Map (四) HashMap 已故事的角度理解 resize()

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原创最新推荐文章于 2026-08-31 12:44:16 发布 652 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

我们先来看一篇故事，有益我们有更好的理解。

很久以前有一个学校，有7500名学生（size）和100间教室（oldCap）。学生的学号为0000～7499（hash），教室的编号为0～99 (数组下标)。为了使学生均匀的进入每间教室，校长规定，按学生学号的末尾2位选择对应编号的教室(hash & （数组长度 - 1）)，如：

学号 0001 进入 01 教室
学号 0012 进入 12 教室
学号 0212 进入 12 教室
学号 7001 进入 01 教室
学号 7401 进入 01 教室

学校规定：如果学生超过7500名（超过 oldThr），就将教室扩充，扩充 10 倍，即1000间（newCap）。将1000间分为10个区(原来的区对应低位，多出来的9个区对应高位)。

（每个区的每个房间教室摆放一摸一样，只有编号不一样）

0区 0～99
1区 100～199
2区 200～299
以此类推

(因为 HashMap 计算是2进制，所以扩充2倍 , 而我们这里计算为 10 进制，所以扩充10倍。为了更方便理解。)

不巧过几天就来了一名新学生，校长也如约的将教室扩充到了1000间。扩充完毕后就需要重新分配位置了，这次的规定是，按学生学号的末尾3位选择对应编号的教室，如：

学号 0001 进入 001 教室
学号 0012 进入 012 教室
学号 0212 进入 212 教室
学号 7001 进入 001 教室
学号 7401 进入 401 教室

对于教室扩充为1000间，并将匹配的学号尾数由2位变成了3位。可以看到，学号第二位(从左往右数)为0的学生,教室位置根本就没有变化。

所以校长为了加快换教室的速度，指挥到：“学号第二位是0的学生坐在原位不要动((e.hash & oldCap) == 0)，不为0的学生((e.hash & oldCap) != 0)，根据第二位的数字找到相应的区，同样位置的教室坐下！"。此话一出，学生快速找到了自己对映的区和对映的教室，不一会就各自在自己的位置上坐好了。

上面的故事抽象的描述了一下 HashMap 扩容时候的操作。最主要的就是在校长指挥的时候，判断学号第二位是否为0，为0就在原地不动，不为零加上相应的固定值(上面故事中固定值是自己学号的第二位固定值)。

所以要理解 HashMap 如何扩容，必须深刻的理解 HashMap 是如果通过 HashCode 进行计算得出存储位置的。

下面我们再来看图，看看是如何进行扩容的。

我们要先知道16的二进制是 00000…0010000.和以下几个需要明白的地方

一个16容量的 HashMap 数组，阀值是12，在存入第13个的时候开始扩容。
需注意 HashCode 是 32 位的字节码，但是在存储的时候其实一般关注后面的位数
黑色 bit 位表示本次计算存储位置时需要用到的 bit 位，
红色 bit 位的表示本次计算存储位置时不需要考虑是什么值的 bit 位
每个链表的元素都分为两种颜色，一种深色，一种浅色。
4.1. 深色元素代表本次扩容时，容量值(16)的二进制是1的坐标(16的2进制为1的，坐标是第5位)和 hash 相应坐标的值相同 (第5位为1)
4.2. 浅色则和 hash 相应坐标的值不同(第5位为0)

在这里插入图片描述

可以看到，扩容后，重新计算位置时，同一个链表中,浅色元素全部留在了原来的位置,
深色元素全部都到了 (当前坐标 + 原来的的容量值）的位置。即:

原来在 0 的去 0 + 16 = 16
原来在 3 的去 3 + 16 = 18
原来在 15 的去 15 + 16 = 31

这个就是 HashMap 扩充的特性。在相同链表的扩充后存储位置只有两种选择，要不留在原地，要不加上相应的原容量值。这也是 HashMap 扩容时最重要的环节。也是最耗时的地方(但是对于别的解决办法来说是最快的最高效的)。

最后附上流程图,看不清楚可以右键点击放大观看。
在这里插入图片描述
如果有那些讲的不好或者讲的不仔细的地方，欢迎评论留言。