Java面试题:每日三题(四)

1.hashCode与equals

hashCode介绍

hashcode()的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回的一个int整数。这个哈希码的作用是确定对象在哈希表中的索引位置，hashCode()定义在JDK的Object.java中，java中的任何类都包含hashCode()函数。散列表存储的是键值对(key-value)，它的特点是:能根据“键”快速检索出对应的“值”。这其中就利用了散列码!(可以快速找到所需要的对象)

为什么要有hashCode

以"HashSet如何检查重复"为列子来说明为什么要有hashcode：
对象加入HashSet时，HashSet会先计算对象的hashcode值来判断对象加入的位置，看该位置是否有值，如果没有，HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有值，这时会调用equals()方法来检查两个对象是否真的相同，如果二者相同，HashSet就不会让其加入操作成功。如果不同的话，就会重新散列到其他位置。这样就大大减少了equals的次数，相应就大大提高了执行的速度。

• 如果二个对象相等，则hashcode一定相同的
• 两个对象相等，对两个对象分别调用的equals方法都返回true
• 两个对象有相同的hashcode的值，它们也不一定是相等的
• 因此，equals方法被覆盖过，则hashCode方法与必须被覆盖
• hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode(),则该class的两个对象无论无何不会相等（即使这两个对象指向相同的数据）

2.ArrayList和LinkedList区别

ArrayList :基于动态数组，连续内存存储，适合下标访问(随机访问)，扩容机制：因为数组长度固定，超出长度存数据时需要新建数组，然后将老数组的数据拷贝到新数组，如果不是尾部插入数据还会涉及到元素的移动(往后复制一份，插入新元素)，使用尾插法并指定初始化容量可以极大提升性能，甚至超过linkedList(需要创建大量的node对象)

LinkedList:基于链表，可以存储在分散的内存中，适合做数据插入及删除操作，不适合查询；需要逐一遍历，遍历LinkedList必须使用iterator不能使用for循环，因为每次for循环get(i)取得某一元素时，都需要对list重新进行遍历，性能消耗极大。
另外不要试图使用indexOf等返回元素索引，并利用其进行遍历，使用indexOf对list进行了遍历，当结果为空会遍历整个列表。

ArrayList动态扩容：
1.ArrayList的内部实现是一个Object数组，当该ArrayList的size到达当前容量最大值后，再插入数据就会触发扩容。
2.当使用构造器：public ArrayList()构造的话，此时ArrayList的容量为0，直到插入了第一条数据，才使用DEFAULT_CAPACITY(默认容量) = 10.

计算除扩容后的新容量(newCapacity)，其值(oldCapacity + (oldCapacity >>1))约是oldCapacity 的1.5倍。
3.扩容函数：

//传参为所需要的最小容量，如果是调用add()触发的话，那参数肯定是size+1
private void grow(int minCapacity) {
    //旧的容量
    int oldCapacity = elementData.length;
    //新的容量采用位移运算，大约等于旧的容量的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    //如果新的容量还是不够用的话（如果是调用add()触发的话，肯定不会不够用的）
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        //直接让新的容量 = 所需要的最小容量
        newCapacity = minCapacity;
    //如果新的容量大于ArrayList所允许的最大容量
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        //???
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    //最后用数据复制的方式完成扩容
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}       

4、同样的，此类非线程安全的集合类会涉及到 Fail-Fast 机制：
　　内部一个 volatile 类型的 modCount 变量，对内容的修改都将++这个值，并且修改器会判断 modCount 跟 expectedModCount 是否相等，如果不相等就表示已经有其他线程修改了。

3.HashMap和HashTable的区别？底层实现是什么？

区别：
（1） HashMap方法没有Synchronized修饰，线程非安全，HashTable线程安全；
（2） HashMap允许key和value为null，而HashTable不允许

2.底层实现：数组+链表实现
jdk8开始链表高度到8，数组长度超过64，链表转变为红黑树，元素以内部类Node节点存在

• 计算key的hash值， 二次hash然后对数组长度取模，对应到数组下标，
• 如果没有产生hash冲突(下标位置没有元素)，则直接创建Node存入数组，
• 如果产生hash冲突，先进行equal比较，相同则取代该元素，不同，则判断链表高度插入链表，链表高度达到8，并且数组长度到64则转变为红黑树，长度低于6则将红黑树转回链表
• key为null，存在下标0的位置

数组扩容