HashMap查找get()扩容resize()位运算解释

最新推荐文章于 2024-05-12 20:34:56 发布

菜鸟long

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分类专栏： Java

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铺垫

1、a% $2^{n}$ =a&( $2^{n}$ -1)。即a与2的n次方的数取余，等于a与此值减一后的值按位取与。

2、a% $2^{n}$ =x,则a% $2^{n+1}$ =x,或者a% $2^{n+1}$ =x+ $2^{n}$ 。

3、a% $2^{n}$ =x,如果a& $2^{n}$ =0，则a% $2^{n+1}$ =x否则a% $2^{n+1}$ =x+ $2^{n}$ 。

上述铺垫内容，在后期博客证明：

HashMap查找过程

final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
            //由铺垫1得出(n-1)&hash相当于hash%n 根据key的hash值查找到key所在的数组下标
            

            //判断链表的第一个元素是否是待查找的数据
            if (first.hash == hash && // always check first node
                ((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                return first;
            

            //如果链表第一个元素不是待查找的数据，则进行遍历查找（树形查找或者链表遍历查找）
            if ((e = first.next) != null) {
                if (first instanceof TreeNode)
                    return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        return e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        return null;
    }

HashMap 扩容过程

final Node<K,V>[] resize() {
        Node<K,V>[] oldTab = table;
        int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
        int oldThr = threshold;
        int newCap, newThr = 0;
        //数组长度扩容2倍，阈值扩容2倍
        if (oldCap > 0) {
            if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                threshold = Integer.MAX_VALUE;
                return oldTab;
            }
            else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                     oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                newThr = oldThr << 1; // double threshold
        }
        else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
            newCap = oldThr;
        else {               // zero initial threshold signifies using defaults
            newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
            newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
        }
        if (newThr == 0) {
            float ft = (float)newCap * loadFactor;
            newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                      (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
        }
        threshold = newThr;
        @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
        table = newTab;
        if (oldTab != null) {
            //开始遍历老的数组列表
            for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                Node<K,V> e;
                if ((e = oldTab[j]) != null) {
                    oldTab[j] = null;
                    //如果当前数组下边对应的链表只有一个元素，则直接用key ,hash对新扩容的数组取余，找到对应扩容数组的位置。
                    if (e.next == null)
                        newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                    else if (e instanceof TreeNode)
                        ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                    else { // preserve order
                        //挨个遍历当前链表中的元素，根据新数组的长度重新分配数组位置
                        //根据铺垫2，犹豫新数组是原始素组长度的2倍，所以链表中的元素hash后取余，新位置要么不变，要么就是原始位置+原数组长度。
                        //根据铺垫3判断新元素链表位置是在原始位置还是在原始位置+原始数组长度位置
                        
                        //保存位置不变的链表元素
                        Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                        
                        //保存位置发生变化的链表元素，原始位置+原数组长度
                        Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                        
                        //head为链表的头。tail为链表的尾部，随着遍历元素，不断向尾部添加元素。

                        Node<K,V> next;
                        do {
                            next = e.next;
                            //根据铺垫3，判断链表元素位置是否发生变化
                            if ((e.hash & oldCap) == 0) {
                                if (loTail == null)
                                    loHead = e;
                                else
                                    loTail.next = e;
                                loTail = e;
                            }
                            else {
                                if (hiTail == null)
                                    hiHead = e;
                                else
                                    hiTail.next = e;
                                hiTail = e;
                            }
                        } while ((e = next) != null);
                        //将位置不变的链表元素重新赋值到新的数组下标j
                        if (loTail != null) {
                            loTail.next = null;
                            newTab[j] = loHead;
                        }
                        //将位置发生变化的链表元素重新赋值到新的数组下标j+oldCap(原数组长度)
                        if (hiTail != null) {
                            hiTail.next = null;
                            newTab[j + oldCap] = hiHead;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return newTab;
    }