👌HashMap,扩容过程,怎么解决哈希冲突?
题目详细答案
HashMap 扩容过程
Hashmap 的扩容(rehashing)主要发生在以下两种情况下:
- 当添加元素时,如果当前数组为空,会进行初始化:默认情况下,会创建一个长度为 16 的数组,并且加载因子(load factor)默认为 0.75。
- 当数组中的元素数量大于或等于数组长度与加载因子的乘积时:例如,当数组长度为 16,加载因子为 0.75,并且元素数量达到 12 时(16 * 0.75 = 12),会触发扩容。扩容时,数组长度会翻倍(通常是 2 的幂),并重新哈希所有元素到新的数组中。
在扩容过程中,hashmap 会重新计算每个元素的哈希值,并根据新的数组长度重新定位其索引位置。由于数组长度翻倍,哈希值的位运算结果可能会改变,导致元素在新数组中的位置与旧数组不同。
哈希冲突解决
哈希冲突(hash collision)是指不同的键计算出相同的哈希值,从而在哈希表中映射到同一个位置。HashMap 通过以下策略来解决哈希冲突:
- 链表法(链表或红黑树):在 HashMap 中,每个位置(索引)可以存储一个链表(或红黑树,当链表长度超过一定阈值时)。当发生哈希冲突时,新的元素会被添加到对应的链表中。在 Java 8 及之后的版本中,当链表长度达到 8 且数组长度大于 64 时,链表会转换为红黑树以优化性能。
- 哈希函数:为了降低哈希冲突的概率,HashMap 使用了一个精心设计的哈希函数来计算键的哈希值。这个哈希函数考虑了键对象的哈希码(hashCode)以及键在数组中的索引位置,通过一些位运算得到最终的哈希值。这样可以确保哈希值的分布尽可能均匀,减少冲突的可能性。
- 初始容量和加载因子:初始容量和加载因子也会影响哈希冲突的概率。较大的初始容量和较小的加载因子可以降低哈希冲突的概率,但也会增加空间开销。因此,在选择这些参数时需要根据具体需求进行权衡。
总的来说,HashMap 通过链表法(或红黑树)和精心设计的哈希函数来解决哈希冲突,并通过扩容和重新哈希来保持哈希表的性能和效率。
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