面试篇:HashMap

1.问:了解过红黑树吗?它有什么性质?

答:红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,他的查找,添加和删除的时间复杂度都为O(logN)。

他有以下五种性质:

1.红黑树的节点只有红色或者黑色两种颜色

2.红黑树的根节点为黑色

3.红黑树的叶子节点都是黑色的空节点

4.红黑树的红色节点的子节点都是黑色

5.从根节点到任意叶子节点的路径上,黑色节点数一致

2.问:什么是散列表?

答:散列表,又叫哈希表,是一个根据键来直接访问在内存存储位置的值的数据结构。

它是由数组演化而来的,利用了数组可以按照下标进行随机访问数据的特征。

3.问:什么是哈希冲突(散列冲突)?

答:哈希冲突,指的是不同的key在进行hash运算的时候被映射到同一个索引位置

4.问:如何解决哈希冲突?

答:1.开放地址法,如果产生了哈希冲突,则以当前地址为基地址,根据再寻址的方法(探查序列),去寻找下一个地址,若发生冲突再去寻找,直至找到一个为空的地址为止。所以这种方法又称为再散列法。

2.拉链法, 数组每个下标位置都称为一个桶,当产生hash冲突的时候,会把冲突元素存放入该下标的链表或者红黑树中。

5.问:HashMap为什么引入链表?

答:因为hashmap在进行put操作时,可能会产生hash冲突,这时候就需要把冲突的元素存放在对应数组下标的链表中。

6.问:HashMap为什么会引入红黑树?

答:因为如果链表长度大于8,其遍历速度较慢,此时可以引入红黑树,增加遍历的速度

7.问:为什么不一开始就使用红黑树?

答:因为树的维护成本比较大,毕竟红黑树在插入的时候要进行旋转,所以在链表短的情况下,会优先使用链表。

8.问:什么时候链表会转换成红黑树?

答:当链表的长度>8且数组的长度>64时,会把链表转换为红黑树

当链表长度>8,数组长度<64时,会进行扩容

当树的节点<6时,会退化成链表

9.问:jdk1.7和jdk1.8的HashMap有什么区别?

答:在jdk1.7时,采用的是数组+链表的方式,也就是会创建一个链表数组,每个数组的格子都是一个链表,当产生哈希冲突时,直接将冲突的元素添加到链表中即可。

在jdk1.8时,在解决哈希冲突时,采用的是数组+链表+红黑树的方式,当链表的长度大于阈值(默认为8)且数组长度>64时,会转换成红黑树,以减少搜索时间。

10.问:讲一讲HashMap进行put操作的过程

答:在第一次进行put时,会初始化一个长度为16的数组,然后进行hash运算并根据索引插入对应位置。

在非第一次进行put时,会先根据key计算索引,并判断该索引处是否为空(table[i] == null ?)

如果是,则直接插入,如果不是,则判断key是否存在,存在则覆盖并插入,不存在则继续判断:

(1). 如果当前索引处是红黑树,则进行红黑树的添加逻辑

(2).否则就是链表,则遍历链表,看是否存在该key,如果存在则覆盖插入,不存在则在链表中插入新节点,最后判断链表长度是否>8,是的话则转换为红黑树,在红黑树中插入。

11.问: 讲一讲HashMap的扩容机制

答:第一次扩容时会判断oldcap>0 ? 不成立则说明是第一次添加数据,直接初始化数组容量为16,且阈值为16*0.75 = 12 (0.75为负载因子)。

当判断oldcap>0成立,则进行扩容,扩容后的大小为原来大小的两倍。并且要遍历数组,把旧数组中的数据挪动到新数组中,具体为:

(1).对没有hash冲突的值,直接计算新数组的索引位置

(2).否则,如果是红黑树,则直接进行红黑树的添加逻辑

(3).如果是链表,则判断(e.hash & oldcap == 0) 是否成立,成立则留在原始位置,不成立则

新位置 = 旧位置+原始容量(oldcap)

12.问:为什么负载因子是0.75?

答:这是根据概率学上的泊松分布来决定的,当负载因子为0.75时,时间和空间最佳权衡。

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