HashMap常见的面试题

1.HashMap底层是如何实现的?
首先底层数据结构是由数组+链表组成链表散列。HashMap先得到key的散列值,在通过扰动函数(减少碰撞次数)得到Hash值,接着通过hash & (n -1 ),n位table的长度,运算后得到数组的索引值。如果当前节点存在元素,则通过比较hash值和key值是否相等,相等则替换,不相等则通过拉链法查找元素,直到找到相等或者下个节点为null时。
1.8对扰动函数,扩容方法进行优化,并且增加了红黑树的数据结构。

2.HashMap 和 Hashtable 的区别
线程安全: HashMap是线程不安全的,而HashTable是线程安全的,每个人方法通过修饰synchronized来控制线程安全。
效率: HashMap比HashTable效率高,原因在于HashTable的方法通过synchronized修饰后,并发的效率会降低。
允不允许null :HashMap运行只有一个key为null,可以有多个null的value。而HashTable不允许key,value为null。
3.HashMap的长度为什么是2的倍数
在HashMap的操作流程中,首先会对key进行hash算法得到一个索引值,这个索引值就是对应哈希桶数组的索引。为了得到这个索引值必须对扰动后的数跟数组长度进行取余运算。即 hash % n (n为hashmap的长度),又因为&比%运算快。n如果为2的倍数,就可以将%转换为&,结果就是 hash & (n-1)。所以这就解释了为什么HashMap长度是2的倍数。

4.Jdk1.8中满足什么条件后将链表转化成红黑树?
很显然在putVal方法中是判断桶内的节点个数是否大于8,之后通过treeifyBin方法中判断长度是否大于最小红黑树容量64,小于则继续扩容,大于则转为红黑树。

<think>嗯,用户想查找关于HashMap常见面试题及解答。首先,我需要回忆一下HashMap的基本概念和常见考点。根据引用[1],HashMap使用键值对存储,涉及hashCode和equals方法,还有put方法的工作原理。这是基础,肯定会考到。 然后,用户提供的引用[2]提到Java面试题包括基础语法和数据类型,可能HashMap的问题也会涉及到数据结构部分,比如线程安全、扩容机制。我记得HashMap不是线程安全的,而HashTable是,但ConcurrentHashMap更好,这些对比可能会是问题。 接着,引用[3]虽然主要讲Spark算子,但用户的问题集中在HashMap,所以可能不需要考虑这部分。不过要注意,用户可能希望答案涵盖常见的考点,比如不同JDK版本中HashMap的变化,比如JDK1.8之后链表转红黑树的优化。 接下来,我需要整理常见HashMap面试题。比如,工作原理、哈希冲突解决、扩容机制、线程安全等。每个问题需要详细解析,并引用相关资料。例如,在回答put方法时,需要说明哈希计算、索引定位、处理冲突的方式,以及可能的树化过程。 还要注意用户提到的LaTeX格式,所有数学表达式要用$...$,比如计算索引的公式。例如,哈希值计算后通过$(n-1) & hash$得到索引,这里n是数组长度,确保是2的幂次。需要正确应用格式。 另外,用户要求生成相关问题,可能需要放在回答最后,比如关于红黑树阈值、与HashTable的区别等。这些问题应覆盖主要知识点,帮助用户全面复习。 需要确保回答结构清晰,分点列出问题和解析,引用正确的来源。比如在提到线程安全时,引用[1]中的hashCode和equals方法,同时对比HashTable和ConcurrentHashMap时可能需补充其他知识,但引用资料中没有,可能需要根据已有引用调整。 最后检查LaTeX语法是否正确,比如$O(1)$时间复杂度,独立公式如负载因子计算使用$$...$$。确保所有技术术语准确,比如链地址法、红黑树优化等。同时保持回答自然,符合中文表达习惯。</think>### HashMap常见面试题及解析 #### 1. HashMap底层实现原理? HashMap基于数组+链表/红黑树实现。存储过程为: 1. 计算键的哈希值:$hash = (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)$ 2. 通过$(n-1) \& hash$计算数组下标 3. 若发生哈希冲突,使用链地址法处理(JDK1.8后链表长度>8时转红黑树)[^1] ```java // JDK1.8的put方法核心逻辑 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) { Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0) n = (tab = resize()).length; if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null) tab[i] = newNode(hash, key, value, null); else { // 哈希冲突处理逻辑... } } ``` #### 2. 为什么重写equals()必须重写hashCode()? - 根据Object规范:相等对象必须具有相同哈希值 - 若不重写hashCode(),可能导致两个equals()为true的对象产生不同哈希值,破坏HashMap的键唯一性约束[^1] #### 3. HashMap扩容机制? $$threshold = capacity * loadFactor$$ 当元素数量超过阈值时进行扩容: 1. 创建新数组(容量翻倍) 2. 重新计算所有元素的哈希位置 3. JDK1.8优化:链表元素要么留在原位置,要么移动到$原位置 + oldCapacity$ #### 4. HashMap线程安全问题? - 多线程扩容可能形成环形链表导致死循环(JDK1.7问题) - 并发修改可能造成数据丢失 - 解决方案:改用`ConcurrentHashMap`或`Collections.synchronizedMap()`[^2] #### 5. JDK1.8做了哪些优化? | 特性 | JDK1.7 | JDK1.8 | |--------------|--------------------|-------------------------| | 数据结构 | 数组+链表 | 数组+链表/红黑树 | | 哈希算法 | 4次位运算+5次异或 | 1次位运算+1次异或 | | 节点类型 | Entry | Node/TreeNode | | 插入方式 | 头插法 | 尾插法 | 相关问题
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