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HashMap底层原理面试题

时间:2021-05-07 01:04:40

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HashMap底层原理面试题

问题1:hashmap底层数据结构,1.7和1.8有何不同?

1.7数组 + 链表,1.8数组 +(链表 | 红黑树)

问题2:为何要用红黑树?为何一上来不树状?树化阈值为何是8?何时会退化为链表?

红黑树用来避免Dos攻击,防止链表过长时性能下降,树化应当是偶然情况。hash表的查找更新的时间复杂度是O(1),而红黑树的查找、更新时间复杂度为O(log n)红黑树的数据结构为TreeNode占用空间不普通链表使用的Node的大,如非必要,尽量使用链表。hash值如果足够随机,则在hash表内按泊松分布,在负载因子0.75的情况下,长度超过8的链表出现概率是0.00000006,选择8就是为了让树化几率足够小。树化有两个条件:链表长度超过数化阈值;数组容量>=64退化情况1:在扩容时如果拆分树时,树元素个数<=6则会退化成链表。退化情况2:remove树节点时,若root、root.left、root.right、root.left.left有一个为null,也会退化为链表。

问题3:索引如何计算?hashcode都有了,为何还要提供hash()方法?数组容量为何是2的n次幂?

计算对象的hashcode,再进行调用hashmap的hash方法进行二次哈希最后&(capacity-1)得到索引。二次hash是为了综合高位数据,让哈希分布更为均匀。计算索引是,如果是2的n次幂可以使用位与运算代替取模,效率更高;扩容时hash&oldCap == 0 的元素留在原来的位置,否则新位置 = 旧位置 + oldCap

问题4:介绍一下put方法流程,1.7和1.8有何不同?

hashmap是懒惰创建数组的,首次使用才创建数组,计算索引下标,如果桶没有人占用,则创建Node占位返回,如果桶下标有人占用,如果是Node,则走链表的添加和更新逻辑,如果链表过长则树化。如果是TreeNode,则走红黑树添加更新逻辑。返回前检查容量是否超过阈值,一旦超过进行扩容。

不同:

链表插入节点时,1.7是头插入,1.8是尾插法

JDK1.7中,先扩容,再存储。扩容条件:当前数量大于 容量 * 负载因子,并且数组下标的值不为空,即假如新插入的数据位置在一个数组位置而不是链表上,则插入成功而不扩容。而1.8是先存储,后扩容。扩容条件只有大于容量*负载因子。

加载因子为何默认是0.75?

在空间占用与查询时间之间取得较好的权衡大于这个值,空间节省了,但链表就会比较长影响性能。小于这个值,冲突减少了,但扩容就会频繁,空间占用多。

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