算算2的n次方怎么变二进制超简单!

HashMap在Java中用于存储元素,其实现机制是通过put()方法来进行的。这种机制的核心在于通过键(key)的哈希值来定位元素的存放位置。

在HashMap内部,计算哈希值的过程并非直接使用key的hashCode()方法返回值h。而是对这个值进行额外的处理,其中包括使用h与h无符号右移后的值进行异或运算。

无符号右移(>>>)是一种特殊的位运算,简单来说就是将数值以二进制形式右移指定的位数,而这里移动的是16位。

具体而言,把h这个二进制的数右移16位后,再通过特定的运算来获取最终的位置索引。这样的处理方式可以使得哈希值的分布更加均匀,从而减少哈希冲突的概率。

要深入了解HashMap的实现细节,我们需探究其源码中的put()方法。在计算下标时,是通过一个特定的公式((n – 1) & hash)来得出元素应该存放的数组位置。其中n是HashMap的容量。

以HashMap默认的初始容量16为例,经过计算(16-1)后得到15。而15的二进制形式是0000 00001111。当与hash值进行&运算时,只有低位的几位会被保留下来,高位的部分都会被归零。

举个简单的例子,如果有一个key的哈希值在转化为二进制后是某特定的数串,那么通过与15进行&运算后,我们只关心其低位的值,高位部分则被忽略。这样的设计可以确保即使哈希值很大,最终的下标值也始终在一个可控制的范围内。

为了使哈希值更加散列化,避免过多的冲突,HashMap还采用了其他技术手段。比如将高位和低位都参与运算,使得计算出的哈希值更具特征性。这样处理后,哈希值的分布将更加均匀,从而降低哈希碰撞的概率。

在HashMap的底层实现中,元素被存放在一个Entry数组中。当需要存放新元素时,会根据计算出的哈希值确定其应该存放的位置。由于HashMap的容量一般不会太大,而哈希值可能很大,因此需要通过取模运算等手段来得到最终的下标值。

HashMap的这种实现方式既保证了存储效率,又通过精妙的算法减少了哈希冲突的可能性,是Java中一种非常高效的数据结构。