每日一考9.12

set集合如何保证元素不重复 3

1.在set集合添加元素时，会首先调用该对象的hashcode方法计算哈希值

2.将计算出的哈希值去哈希表中查询，如果不存在该值，则添加成功，否则调用对象的equals方法比较对象的内存地址，如果内存地址也相同，则是重复的对象，该对象添加失败。如果equals返回的是false，则说明两个对象不是同一个对象。则该对象就会添加到已有对象链表的末尾。该种情况称为hash碰撞。

目的：如果直接调用equals方法，当数据量过大时，么此调用一次equals方法，效率低，用hashCode方法比较减少对象比较次数，提高查找效率。

注意：哈希值相同的对象不一定相同，但内存地址相同的对象哈希值一定相同（如Aa和BB，Bb和CC，Cc和DD的哈希值就相同）

HashMap是如何快速定位到数据的 3

简说：时间换空间，空间换时间，它内部通过空间换时间的方法,用一个大数组存储所有的value ,并根据key直接计算出value应该存储在那个索引

细说：由于HashMap底层数据结构是数组加链表or红黑树的实现，所以进行定位时，先利用哈希值定位到数据元素，再便利该元素链表，找出对应元素。通过原始哈希值，二次哈希值，桶下标（二次哈希值%16）来存方数据，可以实现集合中元素的快速查找。

二次哈希原因：为了让最后计算的索引分布的足够均匀，防止某个链表过长出现红黑树树化

常见的Map集合

1. HashMap：数组+链表存储数据，线程不安全，1.8后数组+（链表|红黑树）
2. ConcurrentHashMap：JDK1.7采用分段🔒的思想，1.8中弃用Segment分段🔒，改用Synchroized+CAS实现线程安全，并也引入红黑树。
3. HashTable：线程安全，与HashMap类似，继承自Dictionary类，并发性没有ConcurrentHashMap好
4. TreeMap：基于二叉树数据结构存储数据，实现了SortedMap接口，保障了顺序存储，默认按值的升序排序，也可自定义。
5. LinkedHashMap：继承HashMap，内部使用链表保存元素的插入顺序，当通过Iterator遍历LinkedHashMap时，会按照元素的插入顺序访问

HashMap为什么在JDK1.8中引入红黑树

简说：正常业务下，主要是防止DoS攻击，其次是防止链表过长性能下降（一般情况下，链表长度在6左右）

细说：

• 树化条件： 同下表重复较多，链表长度超过树化阈值8，数组长度>64
• 红黑树特性： 父节点左侧都是比他小的元素，父节点右侧都是比他大的元素
• 设置阈值原因：链表较短的情况下，链表的性能是优于红黑树的，而且树化后，占用内存会大大增多。
• 树化退化：在扩容时如果拆分树时，树元素个数 <= 6 则会退化链表，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

说说HashMap中的索引

计算方法

• 首先，计算对象的 hashCode()
• 再进行调用 HashMap 的 hash() 方法进行二次哈希
• 二次 hash() 是为了综合高位数据，让哈希分布更为均匀
  & (capacity – 1)前提capacity是2的n次幂
• 最后 & (capacity – 1) 得到索引

数组容量为何是 2 的 n 次幂

1. 计算索引时效率更高：如果是 2 的 n 次幂可以使用位与运算代替取模
2. 扩容时重新计算索引效率更高： hash & oldCap == 0 的元素留在原来位置 ，否则新位置 = 旧位置 + oldCap

注意

• 二次 hash 是为了配合 容量是 2 的 n 次幂 这一设计前提，如果 hash 表的容量不是 2 的 n 次幂，则不必二次 hash
• 容量是 2 的 n 次幂** 这一设计计算索引效率更好，但 hash 的分散性就不好，需要二次 hash 来作为补偿，没有采用这一设计的典型例子是 Hashtable**