算法一直是我的弱项,然而面试中基本是必考的项目,刚好上次看到一个HashMap的面试题,今天也来学习下 HashMap中的hash算法是如何实现的。
首先要明白一个概念,HashMap中定位到桶的位置 是根据Key的hash值与数组的长度取模来计算的。 具体的细节我就不说了,默认认为大家都懂这一点。 取模可以改为:hashCode & (length - 1) 看下JDK8中的hash 算法:
static final int hash(Object key) {
int h;
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
首先是取key的hashCode算法,然后对16进行异或运算和右移运算。 在分析上面异或运算和右移运算问题之前,我们需要先看看另一个事情,什么呢?就是 HashMap 如何根据 hash 值找到数组种的对象,我们看看 get 方法的代码:
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 &&
// 我们需要关注下面这一行
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
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;
}
我们看看代码中注释下方的一行代码:first = tab[(n - 1) & hash])。 使用数组长度减一 与运算 hash 值。这行代码就是为什么要让前面的 hash 方法移位并异或。
** 我们分析一下:** 首先,假设有一种情况,对象 A 的 hashCode 为 1000010001110001000001111000000,对象 B 的 hashCode 为 0111011100111000101000010100000。
如果数组长度是16,也就是 15 与运算这两个数(前面说的hashCode & (length - 1)), 你会发现结果都是0。这样的散列结果太让人失望了。很明显不是一个好的散列算法。
但是如果我们将 hashCode 值右移 16 位,也就是取 int 类型的一半,刚好将该二进制数对半切开。并且使用位异或运算(如果两个数对应的位置相反,则结果为1,反之为0),这样的话,就能避免我们上面的情况的发生。简而言之就是尽量打乱hashCode的低16位,因为真正参与运算的还是低16位。
不知道这种解释是否是简单明了,经过自己的思考和分析后 也明白了 这段代码设计的初衷,也会感叹设计者的精妙。
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