记一次HashMap面试

从网上已经身边同事朋友的面试情况来看,面试HashMap几乎是必问的,网上也很多类似的文章,但是真面起来,发现还是有很多点可以深抠的。本篇就结合一次面试经历说一下之前没有注意的点吧。

HashMap的底层结构

这个相信不用我多说,大家都知道HashMap的底层是Node数组结构Node<K,V>[] table

扩容也不用我多说了,在size达到阈值(默认0.75的负载因子*容量)时触发扩容。

数组的capacity大小是2的x幂也无需多言,但这里多问一句为什么是2的x幂而不是其他数呢?我们知道,当一个key被放进到数组时需要明确自己被放在哪个位置。最简单的当然就是对key进行hash之后h%n确定。而如果数组的长度n是2的x幂,h%n这个操作与h&(n-1)是等价的,会更快。同时在扩容时,每个key需要重新确定自己在数组中的index,这时如果数组每个位置的元素都变了一次,显然开销会比较大。但是如果n是2的x幂,那么在扩容变成2n后需要重新确认index时,对某个table[index]这个元素的新位置只有两种可能:1. 在原地不动(如果h&n的高位为0),2. index+nh&n的高位为1)。这样每个元素移动的概率只有50%,显然会节约很多拷贝操作。

HashMap中链表转红黑树

这个也是高频问点,大家也基本都清楚,JDK1.8之后,如果某位置的链表长度大于某个阈值之后,就会转为红黑树,防止链表深度过大,从而查询时复杂度达到o(n)最坏情况。但是细问起来,如果没有认真看过putVal方法中每一行代码,真的有的地方可能会忽略。比如:

  1. 链表长度达到多少之后开始转链表?你可能脱口而出8。但真的超过这个阈值8之后就会转树吗?我们跟进代码后会发现:还有另一个条件,即数组的长度如果小于MIN_TREEIFY_CAPACITY默认64这个值,会触发一次扩容而并不会执行转树操作,所以链表的长度是可以超过8的。
final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
int n, index; Node<K,V> e;
if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
resize();
else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
do {
TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
if (tl == null)
hd = p;
else {
p.prev = tl;
tl.next = p;
}
tl = p;
} while ((e = e.next) != null);
if ((tab[index] = hd) != null)
hd.treeify(tab);
}
}
  1. 在转成红黑树时,每个key应该放在左子树还是右子树?这个由什么确定?因为HashMapkey并不要求是Comparable,而TreeMap很显然key是要满足Comparable的,那么此时新来一个TreeNode,左右确定以什么为依据呢?

    面试时在次数被面试官坑了一把,其实我们仔细想想,我们并不需要严格的确定某个TreeNode应该挂在它父节点的左边还是右边,挂在哪边都可以啊,只要我插入时按某个标准,查找时也按同样的标准,两者保持一致就可以了,对吧?跟到源代码,对于没有实现Comparablekey,比较一下hashCode就可以了。源码中的比较一句就是两个keyhashCode,使用的是System.identityHashCode(object)这个native方法。
        static int tieBreakOrder(Object a, Object b) {
int d;
if (a == null || b == null ||
(d = a.getClass().getName().
compareTo(b.getClass().getName())) == 0)
d = (System.identityHashCode(a) <= System.identityHashCode(b) ?
-1 : 1);
return d;
}

后记

还有大家都耳熟能详的东西我就不赘述了,面后也思考了一下,基础还是很重要,还是有很多指的深入思考的地方,一定要打牢基础,可能准备了很多框架原理实践什么的,如果基础的没答好,这些应用层的东西准备的再好,可能也没机会跟面试官聊了,当然在面试中如何去引导面试官这一点也很重要,俗话说的好,把对方拉倒跟我一个低智商区,然后用我丰富的经验打败他,这一点很重要,以后要多注意。

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