HashMap中的hash()函数以及如何通过哈希值确定下标

一、hash()函数

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

首先会先检验这个key是否为null,如果为null,那么hash固定为0,所以每个HashMap中只能存在一个key为null的结点。接着通过对key调用hashCode()函数,计算出它的哈希值,并将这个哈希值的高16位与低16位做异或运算,得到最终的哈希值hash

这个异或运算的作用是使key的下标分布更均匀

二、如何通过哈希值确定下标

tab[i = (n - 1) & hash]

接着会根据这个式子来确定数组下标,tab就是Node数组,n是数组容量

举个例子,当

n = 1 << 4 = 16时,其二进制为

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000(因为是整型,所以一共32位)

n - 1 = 15,其二进制为

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111

假设hash = 43532435,其二进制为

‭0000 0010 1001 1000 0100 0000 1001 0011‬

则(n - 1) & hash的结果二进制为

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

所以下标为3

这就说明了为什么HashMap的容量一定要是2的n次幂,因为由这个确定下标的过程可以看出,只有当容量是2的n次幂时,(n - 1)的二进制的低位才会均为1,这样做与运算时保证了低位都有效,不会出现某个位置不会被使用的情况,最大化了空间利用率

为什么选择与运算而不是模运算呢?如果用(hash % capicity)当然也能得到相同的结果,但是因为位运算的效率更高,所以当然要选择与运算

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