详细解释HashMap中tableSizeFor函数

最近在看一些集合的源码，看到HashMap感觉用到了很多移位运算的技巧，看了好一会儿才明白，记一下以免以后再忘了

后面有时间会整理完整的源码

HashMap中有这样一段代码，当初始化HashMap时，如果指定了初始容量initialCapacity，由于哈希桶的数目必须是2的n次幂，因此要把initialCapacity转化为比它大的最小的2的n次幂数，例如initialCapacity = 10 ，那就返回16， initialCapacity = 17，那么就返回32。

 /**
     * Returns a power of two size for the given target capacity.
     */
    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;
    }

以上代码就是转换的代码，首先考虑一下如果我要实现这样一个转换的思路：首先通过一个循环去判断int值的二进制表示中，最高位的1是第几位，然后返回一个最高位+1的的2的幂数，这样需要循环31次，代码如下：

public static int convert(int initialCapacity) {
		int a = 1 ;
		int ans = 1;
		int c = initialCapacity - 1 ;  //减1的目的是避免当initialCapacity = 2^n时,返回结果2^n+1
		for(int i=1;i<31;i++) {
			a = a << 1;
			if((c & a) > 0)
				ans = i;
		}
		return 1 << (ans + 1);
	}

jdk源码的做法是通过5次无符号移位运算以及或运算就得到了这个值，分析一下做法：

n第一次右移一位时，相当于将最高位的1右移一位，再和原来的n取或，就将最高位和次高位都变成1，也就是两个1；

第二次右移两位时，将最高的两个1向右移了两位，取或后得到四个1；

依次类推，右移16位再取或就能得到32个1；

最后通过加一进位得到2^n 。

 

注意，当initialCapacity本身就是2^n时，结果会是2^n+1，为了避免出现这样的情况，在一开始将initialCapacity-1，只要该数不是2^n（10000....），减1不会影响最高位1的位置。

举例说明：

例1

10的二进制是1010，减1就是1001

第一次右移取或： 1001 | 0100 = 1101 ；

第二次右移取或： 1101 | 0011 = 1111 ；

第三次右移取或： 1111 | 0000 = 1111 ；

第四次第五次同理

最后得到 n = 1111  ，返回值是 n+1 = 2 ^ 4 = 16 ;  

例2

16的二进制是10000，减1变为01111，移位取或运算之后，返回的就是16

如果不减1，输入10000，移位取或运算之后得到的是11111，返回的是32