关于HashMap的面试问题

1、HashMap的底层实现

答：JDK1.7及其之前的版本是数组+链表，JDK1.8是数组+链表/红黑树

2、HashMap的数组的元素类型

答：java.util.Map$Entry接口类型。

JDK1.7的HashMap中有内部类Entry实现Entry接口

JDK1.8的HashMap中有内部类Node和TreeNode类型实现Entry接口，并且TreeNode是Node的子类。

3、为什么要使用数组？

答：因为数组的访问的效率高或者说，根据[下标]操作效率高f

4、HashMap的数组的初始化长度

答：默认的初始容量值是16，也可以手动指定

5、HashMap的映射关系的存储索引index如何计算

答：hash & table.length-1

6、HashMap 为什么使用 &按位与运算代替%模运算？

答：因为&基于二进制补码的位运算符，效率高，

虽然 hash值 % table.length 和 hash值 & table.length-1的结果一样，但是&效率高。

7、为什么要使用hashCode()? 空间换时间

答：因为hashCode()是一个整数值，可以用来直接计算index，效率比较高，用数组这种结构虽然会浪费一些空间，但是可以提高查询效率。

8、为什么数组还需要链表？或问如何解决hash或[index]冲突问题？

答：为了解决hash和[index]冲突问题

（1）两个不相同的key的hashCode值本身可能相同

（2）两个不相同的key的hashCode值不同，但是经过hash()运算，结果相同

（3）两个hashCode不相同的key，经过hash()运算，结果也不相同，但是通过 hash & table.length-1运算得到的[index]可能相同

那么意味着table[index]下可能需要存储多个Entry的映射关系对象，所以需要链表

9、hash()函数的作用是什么

答：在计算index之前，会对key的hashCode()值，做一个hash(key)再次哈希的运算，这样可以使得Entry对象更加散列的存储到table中

JDK1.8关于hash(key)方法的实现比JDK1.7要简洁。 key.hashCode() ^ key.Code()>>>16; 因为这样可以使得hashCode的高16位信息也能参与到运算中来

10、HashMap的数组长度为什么一定要是2的幂次方

答：因为2的n次方-1的二进制值是前面都0，后面几位都是1，这样的话，与hash进行&运算的结果就能保证在[0,table.length-1]范围内，而且是均匀的。

如果手动指定为一个非2的n次方的数组长度，HashMap是否接收呢？如果不接收怎么处理呢？

会纠正为>=手动指定的长度的最近的一个2的n次方值。

11、HashMap的数组什么时候扩容？

答：JDK1.7版：当要添加新Entry对象时发现（1）size达到threshold（2）table[index]!=null时，两个条件同时满足会扩容

JDK1.8版：当要添加新Entry对象时发现（1）size达到threshold（2）当table[index]下的结点个数达到8个但是table.length又没有达到64。两种情况满足其一都会导致数组扩容

而且数组一旦扩容，不管哪个版本，都会导致所有映射关系重新调整存储位置。

12、如何计算扩容阈值(临界值)？

答：threshold = capacity * loadfactor

capacity = table.length

13、loadFactor为什么是0.75，如果是1或者0.1呢有什么不同？

答：1的话，会导致某个table[index]下面的结点个数可能很长

0.1的话，会导致数组扩容的频率太高

14、JDK1.8的HashMap什么时候树化？

答：当table[index]下的结点个数达到8个但是table.length已经达到64

15、JDK1.8的HashMap什么时候反树化？

答：（1）当删除table[index]下的树结点时，最后这个根结点的左右结点有null，或根结点的左结点的左结点为null，会反树化

（2）当table[index]下的树结点个数少于等于6个后，又重新添加新的映射关系到map中，导致了map重新扩容了，这个时候如果table[index]下面还是小于等于6的个数，那么会反树化

16、JDK1.8的HashMap为什么要树化？

答：因为当table[index]下的结点个数超过8个后，查询效率就低下了，修改为红黑树的话，可以提高查询效率

17、JDK1.8的HashMap为什么要反树化？

答：因为因为当table[index]下树的结点个数少于6个后，使用红黑树反而过于复杂了，此时使用链表既简洁又效率也不错

18、作为HashMap的key类型重写equals和hashCode方法有什么要求

​ （1）equals与hashCode一起重写

​ （2）重写equals()方法，但是有一些注意事项；

• 自反性：x.equals(x)必须返回true。
  对称性：x.equals(y)与y.equals(x)的返回值必须相等。
  传递性：x.equals(y)为true，y.equals(z)也为true，那么x.equals(z)必须为true。
  一致性：如果对象x和y在equals()中使用的信息都没有改变，那么x.equals(y)值始终不变。
  非null：x不是null，y为null，则x.equals(y)必须为false。

​ （3）重写hashCode（）的注意事项

• 如果equals返回true的两个对象，那么hashCode值一定相同，并且只要参与equals判断属性没有修改，hashCode值也不能修改；
  如果equals返回false的两个对象，那么hashCode值可以相同也可以不同；
  如果hashCode值不同的，equals一定要返回false；
  hashCode不宜过简单，太简单会导致冲突严重，hashCode也不宜过于复杂，会导致性能低下；

19、为什么大部分 hashcode 方法使用 31？

答：因为31是一个不大不小的素数，而且是一个2的n次方-1的一个素数。用这样的一个数来计算，底层使用二进制计算效率会更高，hashCode冲突概率比较低。

20、请问已经存储到HashMap中的key的对象属性是否可以修改？为什么？

答：如果该属性参与hashCode的计算，那么不要修改。因为一旦修改hashCode()已经不是原来的值。
而存储到HashMap中时，key的hashCode()–>hash()–>hash已经确定了，不会重新计算。用新的hashCode值再查询get(key)/删除remove(key)时，算的hash值与原来不一样就不找不到原来的映射关系了。

21、所以为什么，我们实际开发中，key的类型一般用String和Integer

答：因为他们不可变。

22、为什么HashMap中的Node或Entry类型的hash变量与key变量加final声明？

答：因为不希望你修改hash和key值

23、为什么HashMap中的Node或Entry类型要单独存储hash？

答：为了在添加、删除、查找过程中，比较hash效率更高，不用每次重新计算key的hash值

24、请问已经存储到HashMap中的value的对象属性是否可以修改？为什么？

答：可以。因为我们存储、删除等都是根据key，和value无关。

25、如果key是null是如何存储的？

答：会存在table[0]中

26、table[0]中存储的是是否只有key为null的键值对？

不是，还有hashCode值不为0，但是hash(key) & table.length-1 结果是0，也是存在table[0]中。