最全的HashMap面试题整理(持续更新)
Posted 醉酒的小男人
tags:
篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了最全的HashMap面试题整理(持续更新)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
HashMap的数据结构?
哈希表结构(链表散列:数组+链表)实现,结合数组和链表的优点。链表长度超过8且数组长度为64才转为红黑树。
HashMap的工作原理?
HashMap
底层是hash数组和单向链表实现,数组中的每个元素都是链表,由Node内部类(实现Map.Entry<K,V>
接口)实现,HashMap
通过put&get
方法存储和获取。
存储对象时,将K/V
键值传给put()
方法:
存储对象时,将
K/V
键值传给put()
方法:①、调用hash(K)方法计算K的hash值,然后结合数组长度,计算得数组下标;
②、调整数组大小(当容器中的元素个数大于capacity*loadfactor时,容器会进行扩容resize为2n);
③
i.如果K的
hash
值在HashMap
中不存在,则执行插入,若存在,则发生碰撞;ii.如果K的
hash
值在HashMap
中存在,且它们两者equals
返回true
,则更新键值对;iii.如果K的
hash
值在HashMap
中存在,且它们两者equals
返回false,则插入链表的尾部(尾插法)或者红黑树中(树的添加方式)。
(
JDK1.7
之前使用头插法、JDK1.8
使用尾插法)
(注意:当碰撞导致链表大于TREEIFY_THRESHOLD=8
时,就把链表转换成红黑树)
获取对象时,将K
传给get()
方法:
①、调用hash(K)方法(计算K的hash值)从而获取该键值所在链表的数组下标;
②、顺序遍历链表,equals()方法查找相同Node链表中K值对应的V值。
hashCode
是定位的,存储位置;equals
是定性的,比较两者是否相等。
当两个对象的hashCode相同会发生什么?
因为
hashCode
相同,不一定就是相等的(equals
方法比较),所以两个对象所在数组的下标相同,"碰撞"就此发生。又因为HashMap
使用链表存储对象,这个Node
会存储到链表中。
HashMap的hash的实现吗?为什么要这样实现?
JDK1.8
中,是通过hashCode()
的高16位异或低16位实现的:(h=k.hashCode())^(h>>>16)
,主要是从速度,功效和质量来考虑的,减少系统的开销,也不会造成因为高位没有参与下标的计算,从而引起的碰撞。
为什么要用异或运算符?
保证了对象的
hashCode
的32位值只要有一位发生改变,整个hash()
返回值就会改变。尽可能的减少碰撞。让散列分布的更加均匀。二进制效率也比较高。
HashMap中table是容量如何确定?loadFactor是什么?该容量如何变化?这种变化会带来什么问题?
①、
table
数组大小是由capacity
这个参数确定的,默认是16,也可以构造时传入,最大限制是1<<30;②、
loadFactor
是装载因子,主要目的是用来确认table
数组是否需要动态扩展,默认值是0.75,比如table
数组大小为16,装载因子为0.75时,threshold
就是12,当table
的实际大小超过12时,table
就需要动态扩容;③、扩容时,调用
resize()
方法,将table
长度变为原来的两倍(注意是table长度,而不是threshold
)④、如果数据很大的情况下,扩展时将会带来性能的损失,在性能要求很高的地方,这种损失很可能很致命。
HashMap中put方法的过程?
-
调用哈希函数获取
Key
对应的hash
值,再计算其数组下标; -
如果没有出现哈希冲突,则直接放入数组;如果出现哈希冲突,则以链表的方式放在链表后面;
-
如果链表长度超过阀值(
TREEIFYTHRESHOLD==8
),就把链表转成红黑树,链表长度低于6,就把红黑树转回链表; -
如果结点的
key
已经存在,则替换其value
即可; -
如果集合中的键值对大于12,调用
resize
方法进行数组扩容。
数组扩容的过程?
创建一个新的数组,其容量为旧数组的两倍,并重新计算旧数组中结点的存储位置。结点在新数组中的位置只有两种,原下标位置或原下标+旧数组的大小。
什么时候才需要扩容
当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组长度)*loadFactor(负载因子)时,就会进行数组扩容,loadFactor的默认值(DEFAULT_LOAD_FACTOR)是0.75,这是一个折中的取值。也就是说,默认情况下,数组大小为16,那么当HashMap中的元素个数超过16×0.75=12(这个值就是阈值或者边界值threshold值)的时候,就把数组的大小扩展为2×16=32,即扩大一倍,然后重新计算每个元素在数组中的位置,而这是一个非常耗性能的操作,所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数,那么预知元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。
补充:
当HashMap中的其中一个链表的对象个数如果达到了8个,此时如果数组长度没有达到64,那么HashMap会先扩容解决,如果已经达到了64,那么这个链表会变成红黑树,结点类型由Node变成TreeNode类型。当然,如果映射关系被移除后,下次执行resize方法时判断树的结点个数低于6,也会再把树转换为链表。
HashMap的扩容是什么
进行扩容,会伴随着一次重新hash分配,并且会遍历hash表中所有的元素,是非常耗时的。在编写程序中,要尽量避免resize。
HashMap在进行扩容时,使用的rehash方式非常巧妙,因为每次扩容都是翻倍,与原来计算的 (n-1)&hash的结果相比,只是多了一个bit位,所以结点要么就在原来的位置,要么就被分配到"原位置+旧容量"这个位置。
拉链法导致的链表过深问题为什么不用二叉查找树代替,而选择红黑树?为什么不一直使用红黑树?
之所以选择红黑树是为了解决二叉查找树的缺陷,二叉查找树在特殊情况下会变成一条线性结构(这就跟原来使用链表结构一样了,造成很深的问题),遍历查找会非常慢。而红黑树在插入新数据后可能需要通过左旋,右旋、变色这些操作来保持平衡,引入红黑树就是为了查找数据快,解决链表查询深度的问题,我们知道红黑树属于平衡二叉树,但是为了保持"平衡"是需要付出代价的,但是该代价所损耗的资源要比遍历线性链表要少,所以当长度大于8的时候,会使用红黑树,如果链表长度很短的话,根本不需要引入红黑树,引入反而会慢。
说说你对红黑树的见解?
1、每个节点非红即黑
2、根节点总是黑色的
3、如果节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的(反之不一定)
4、每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL节点)
5、从根节点到叶节点或空子节点的每条路径,必须包含相同数目的黑色节点(即相同的黑色高度)
jdk8中对HashMap做了哪些改变?
在
java1.8
中,如果链表的长度超过了8,那么链表将转换为红黑树。(桶的数量必须大于64,小于64的时候只会扩容)发生
hash
碰撞时,java1.7
会在链表的头部插入,而java1.8
会在链表的尾部插入在
java1.8
中,Entry
被Node
替代(换了一个马甲)。
HashMap底层数组长度为何总是2的n次方
HashMap根据用户传入的初始化容量,利用无符号右移和按位或运算等方式计算出第一个大于该数的2的幂。
使数据分布均匀,减少碰撞
当length为2的n次方时,h&(length - 1) 就相当于对length取模,而且在速度、效率上比直接取模要快得多
jdk1.8中做了哪些优化优化?
- 数组+链表改成了数组+链表或红黑树
- 链表的插入方式从头插法改成了尾插法
- 扩容的时候1.7需要对原数组中的元素进行重新hash定位在新数组的位置,1.8采用更简单的判断逻辑,位置不变或索引+旧容量大小;
- 在插入时,1.7先判断是否需要扩容,再插入,1.8先进行插入,插入完成再判断是否需要扩容;
https://blog.csdn.net/QGhurt/article/details/107323702#comments_16241161
以上是关于最全的HashMap面试题整理(持续更新)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
史上最全Hashmap面试总结,51道附带答案,持续更新中...
2020今日头条面试真题及答案整理&最新最全&持续更新中~~~~
2020美团(开水团)面试题真题整理最新最全~持续更新中~~~