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java后端指南

2021/04/11  阅读:27  主题:雁栖湖

HashMap常见面试题整理

Part1文章首推

Part2今日主题:HashMap常见面试题

11.谈一下HashMap的特性?

1.HashMap存储键值对实现快速存取,允许为null。key值不可重复,若key值重复则覆盖。

2.非同步,线程不安全。

3.底层是hash表,不保证有序(比如插入的顺序)

22.谈一下HashMap的底层原理是什么?

基于hashing的原理,jdk8后采用数组+链表+红黑树的数据结构。我们通过put和get存储和获取对象。当我们给put()方法传递键和值时,先对键做一个hashCode()的计算来得到它在bucket数组中的位置来存储Entry对象。当获取对象时,通过get获取到bucket的位置,再通过键对象的equals()方法找到正确的键值对,然后在返回值对象。

33.谈一下hashMap中put是如何实现的?

1.计算关于key的hashcode值(与Key.hashCode的高16位做异或运算)

2.如果散列表为空时,调用resize()初始化散列表

3.如果没有发生碰撞,直接添加元素到散列表中去

4.如果发生了碰撞(hashCode值相同),进行三种判断

 4.1:若key地址相同或者equals后内容相同,则替换旧值

 4.2:如果是红黑树结构,就调用树的插入方法

 4.3:链表结构,循环遍历直到链表中某个节点为空,尾插法进行插入,插入之后判断链表个数是否到达变成红黑树的阙值8;也可以遍历到有节点与插入元素的哈希值和内容相同,进行覆盖。

5.如果桶满了大于阀值,则resize进行扩容

44.谈一下hashMap中什么时候需要进行扩容,扩容resize()又是如何实现的?

调用场景:

1.初始化数组table

2.当数组table的size达到阙值时即++size > load factor * capacity 时,也是在putVal函数中

实现过程:(细讲)

1.通过判断旧数组的容量是否大于0来判断数组是否初始化过

否:进行初始化

判断是否调用无参构造器, 是:使用默认的大小和阙值 否:使用构造函数中初始化的容量,当然这个容量是经过tableSizefor计算后的2的次幂数 是,进行扩容,扩容成两倍(小于最大值的情况下),之后在进行将元素重新进行与运算复制到新的散列表中

概括的讲:扩容需要重新分配一个新数组,新数组是老数组的2倍长,然后遍历整个老结构,把所有的元素挨个重新hash分配到新结构中去。

PS:可见底层数据结构用到了数组,到最后会因为容量问题都需要进行扩容操作

55.谈一下hashMap中get是如何实现的?

对key的hashCode进行hashing,与运算计算下标获取bucket位置,如果在桶的首位上就可以找到就直接返回,否则在树中找或者链表中遍历找,如果有hash冲突,则利用equals方法去遍历链表查找节点。

66.谈一下HashMap中hash函数是怎么实现的?还有哪些hash函数的实现方式?

对key的hashCode做hash操作,与高16位做异或运算

还有平方取中法,除留余数法,伪随机数法

77.为什么不直接将key作为哈希值而是与高16位做异或运算?

因为数组位置的确定用的是与运算,仅仅最后四位有效,设计者将key的哈希值与高16为做异或运算使得在做&运算确定数组的插入位置时,此时的低位实际是高位与低位的结合,增加了随机性,减少了哈希碰撞的次数。

HashMap默认初始化长度为16,并且每次自动扩展或者是手动初始化容量时,必须是2的幂。

88.为什么是16?为什么必须是2的幂?如果输入值不是2的幂比如10会怎么样?

https://blog.csdn.net/sidihuo/article/details/78489820

https://blog.csdn.net/eaphyy/article/details/84386313

1.为了数据的均匀分布,减少哈希碰撞。因为确定数组位置是用的位运算,若数据不是2的次幂则会增加哈希碰撞的次数和浪费数组空间。(PS:其实若不考虑效率,求余也可以就不用位运算了也不用长度必需为2的幂次)

2.输入数据若不是2的幂,HashMap通过一通位移运算和或运算得到的肯定是2的幂次数,并且是离那个数最近的数字

99.谈一下当两个对象的hashCode相等时会怎么样?

会产生哈希碰撞,若key值相同则替换旧值,不然链接到链表后面,链表长度超过阙值8就转为红黑树存储

1010.如果两个键的hashcode相同,你如何获取值对象?

HashCode相同,通过equals比较内容获取值对象

1111."如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量,怎么办?

超过阙值会进行扩容操作,概括的讲就是扩容后的数组大小是原数组的2倍,将原来的元素重新hashing放入到新的散列表中去。

1212.HashMap和HashTable的区别

相同点:都是存储key-value键值对的

不同点:

HashMap允许Key-value为null,hashTable不允许;

hashMap没有考虑同步,是线程不安全的。hashTable是线程安全的,给api套上了一层synchronized修饰;

HashMap继承于AbstractMap类,hashTable继承与Dictionary类。

迭代器(Iterator)。HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器,而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构(增加或者移除元素),将会抛出ConcurrentModificationException。

容量的初始值和增加方式都不一样:HashMap默认的容量大小是16;增加容量时,每次将容量变为"原始容量x2"。Hashtable默认的容量大小是11;增加容量时,每次将容量变为"原始容量x2 + 1";

添加key-value时的hash值算法不同:HashMap添加元素时,是使用自定义的哈希算法。Hashtable没有自定义哈希算法,而直接采用的key的hashCode()。

1313.请解释一下HashMap的参数loadFactor,它的作用是什么?

loadFactor表示HashMap的拥挤程度,影响hash操作到同一个数组位置的概率。默认loadFactor等于0.75,当HashMap里面容纳的元素已经达到HashMap数组长度的75%时,表示HashMap太挤了,需要扩容,在HashMap的构造器中可以定制loadFactor。

1414.传统hashMap的缺点(为什么引入红黑树?):

JDK 1.8 以前 HashMap 的实现是 数组+链表,即使哈希函数取得再好,也很难达到元素百分百均匀分布。当 HashMap 中有大量的元素都存放到同一个桶中时,这个桶下有一条长长的链表,这个时候 HashMap 就相当于一个单链表,假如单链表有 n 个元素,遍历的时间复杂度就是 O(n),完全失去了它的优势。针对这种情况,JDK 1.8 中引入了 红黑树(查找时间复杂度为 O(logn))来优化这个问题。

1515. 平时在使用HashMap时一般使用什么类型的元素作为Key?

选择Integer,String这种不可变的类型,像对String的一切操作都是新建一个String对象,对新的对象进行拼接分割等,这些类已经很规范的覆写了hashCode()以及equals()方法。作为不可变类天生是线程安全的

来源:https://www.cnblogs.com/zengcongcong/p/11295349.html


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