浅析HashMap的实现原理

本文参照https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6059914.html#commentform作者的文章，并分享一些自己的体会。

本文将主要回答以下两个问题：

1. 为什么table的容量必须是2的N次方？

2. 在重写equals方法时，为什么要重写hashcode方法？

3. 为什么hash冲突的时候，将新插入的元素至于链表头？

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1. 为什么table的容量必须是2的N次方？

• length为2的整数次幂的话，h&(length-1)就相当于对length取模，这样便保证了散列的均匀，同时也提升了效率；
• length为2的整数次幂的话，这样length-1的bit位都为1，这样便保证了h&(length-1)的每一位可能为0，也可能为1（这取决于h的值），即与后的结果可能为偶数，也可能为奇数，这样便可以保证散列的均匀性，而如果length不是2的N次方的话，很明显length-1必然存在某一个bit位是0的情形，length不是2的N次方的情况包括两种：1.length为偶数，例如length=6,则length-1=5(101)，存在0bit位；2.length为奇数，例如length=7,kength-1=6(110)，同样存在bit位是0的情况。这样h&(length-1)肯定存在bit位为0的情形（包括最后的bit位是0），即只能为偶数，这样任何hash值都只会被散列到数组的偶数下标位置上，这便浪费了近一半的空间，因此，length取2的整数次幂，是为了使不同hash值发生碰撞的概率较小，这样就能使元素在哈希表中均匀地散列。
• key---->hashcode------>hash----->index，整体上这是一个多对一的映射，而key----->hash这个过程也是一个多对一的映射，因此hash---->index必须为一对一的映射，而只有在bit位都为1时才符合这种情况，这应该是其原因之一.

如上图所示，只有在length-1全为1时，h---->index的映射才符合一对一。PS:本图引用于https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6059914.html#commentform

2. 在重写equals方法时，为什么要重写hashcode方法？

java的帮助文档要求，如果equal方法重写，那么hashcode也必须重写。其实际的目的在于，如果a.equals(b)，那么必须保证其hashcode值相等。

即keyA和keyb相等，经过hashcode映射后的值也必须相等。

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3. 为什么hash冲突的时候，将新插入的元素至于链表头？

例如要插入的元素为A，链表中之前存有B和C两个元素，我们很容易定位到table[i]，只需要使得A=table[i];A->next = B;即可，否则的话需要先遍历链表，然后在末尾进行插入，这样增加了遍历的开销。

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开通博客第一天，good luck!