HashMap常见面试题整理

花了三天时间来仔细阅读hashMap的源码，期间补了下很多数据结构的知识，刷了很多相关的面试题并进行了整理

1.谈一下HashMap的特性？

1.HashMap存储键值对实现快速存取，容许为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(好比插入的顺序)

 

2.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。咱们经过put和get存储和获取对象。当咱们给put()方法传递键和值时，先对键作一个hashCode()的计算来获得它在bucket数组中的位置来存储Entry对象。当获取对象时，经过get获取到bucket的位置，再经过键对象的equals()方法找到正确的键值对，而后在返回值对象。

 

3.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位作异或运算）

2.若是散列表为空时，调用resize()初始化散列表

3.若是没有发生碰撞，直接添加元素到散列表中去

4.若是发生了碰撞(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:若是是红黑树结构，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，插入以后判断链表个数是否到达变成红黑树的阙值8；也能够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.若是桶满了大于阀值，则resize进行扩容

 

4.谈一下hashMap中何时须要进行扩容，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.经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，固然这个容量是通过tableSizefor计算后的2的次幂数

是，进行扩容，扩容成两倍(小于最大值的状况下)，以后在进行将元素从新进行与运算复制到新的散列表中

 

 

归纳的讲：扩容须要从新分配一个新数组，新数组是老数组的2倍长，而后遍历整个老结构，把全部的元素挨个从新hash分配到新结构中去。

PS：可见底层数据结构用到了数组，到最后会由于容量问题都须要进行扩容操做

5.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，若是在桶的首位上就能够找到就直接返回，不然在树中找或者链表中遍历找，若是有hash冲突，则利用equals方法去遍历链表查找节点。

 

6.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作hash操做，与高16位作异或运算

还有平方取中法，除留余数法，伪随机数法

 

7.为何不直接将key做为哈希值而是与高16位作异或运算？

由于数组位置的肯定用的是与运算，仅仅最后四位有效，设计者将key的哈希值与高16为作异或运算使得在作&运算肯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，增长了随机性，减小了哈希碰撞的次数。

 

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

 

8.为何是16？为何必须是2的幂？若是输入值不是2的幂好比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，减小哈希碰撞。由于肯定数组位置是用的位运算，若数据不是2的次幂则会增长哈希碰撞的次数和浪费数组空间。(PS:其实若不考虑效率，求余也能够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经过一通位移运算和或运算获得的确定是2的幂次数，而且是离那个数最近的数字

 

9.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，否则连接到链表后面，链表长度超过阙值8就转为红黑树存储

 

10.若是两个键的hashcode相同，你如何获取值对象？

HashCode相同，经过equals比较内容获取值对象

11."若是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做，归纳的讲就是扩容后的数组大小是原数组的2倍，将原来的元素从新hashing放入到新的散列表中去。

12.HashMap和HashTable的区别

相同点：都是存储key-value键值对的

不一样点：

• HashMap容许Key-value为null，hashTable不容许；
• 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。因此当有其它线程改变了HashMap的结构（增长或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException。
• 容量的初始值和增长方式都不同：HashMap默认的容量大小是16；增长容量时，每次将容量变为"原始容量x2"。Hashtable默认的容量大小是11；增长容量时，每次将容量变为"原始容量x2 + 1"；
• 添加key-value时的hash值算法不一样：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()。

 

13.请解释一下HashMap的参数loadFactor，它的做用是什么？

loadFactor表示HashMap的拥挤程度，影响hash操做到同一个数组位置的几率。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，须要扩容，在HashMap的构造器中能够定制loadFactor。

 

14.传统hashMap的缺点(为何引入红黑树？)：

JDK 1.8 之前 HashMap 的实现是 数组+链表，即便哈希函数取得再好，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 就至关于一个单链表，假如单链表有 n 个元素，遍历的时间复杂度就是 O(n)，彻底失去了它的优点。针对这种状况，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。

 

15. 平时在使用HashMap时通常使用什么类型的元素做为Key？

选择Integer，String这种不可变的类型，像对String的一切操做都是新建一个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。做为不可变类天生是线程安全的，

 

源码解析阅读：

1.https://blog.csdn.net/u011240877/article/details/53358305#%E4%BC%A0%E7%BB%9F-hashmap-%E7%9A%84%E7%BC%BA%E7%82%B9

2. http://www.javashuo.com/article/p-csdeqcso-dm.html

3. http://www.javashuo.com/article/p-uqkohdtn-dg.html

4. https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/76555359#commentBox

5.

 

更多关于hashMap集合的面试题：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/32355676

https://zhuanlan.zhihu.com/p/40760616

http://www.javashuo.com/article/p-qlgzvacj-z.html

https://www.jianshu.com/p/7af5bb1b57e2

https://baiqiantao.github.io/Java/%E9%9B%86%E5%90%88/3AFbAb/