【数据结构】29、hashmap=》tableSizeFor 中求大于等于当前数的最小2的幂
最近面试被问到hashmap的实现,因为前段时间刚好看过源码,显得有点信心满满,但是一顿操作下来的结论是基础不够扎实。。。
好吧,因为我开始看hashmap是想了解这到底是一个什么样的机制,具体有啥作用,并没有过于细节去了解,所以问到细节的地方就难免漏洞百出,
回来之后,决定吧容器类的实现原理,去专研一下,目的是为了以后写代码自己可以去优化它
好了,不BB了,直接上代码,hashmap中有这么一段代码
//容器最大容量
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; /**
*
* @program: y2019.collection.MyHashMap
* @description: 这个方法用于找到大于等于initialCapacity的最小的2的幂(initialCapacity如果就是2的幂,则返回的还是这个数)。
* @auther: xiaof
* 总结:
* 1.说白了就是为了保证所有的位数(二进制)都是1,那么就可以保证这个数就是2的幂
* 2.不断做无符号右移,是为了吧高位的数据拉下来做或操作,来保证对应的底位都是1
* @date: 2019/6/25 10:25
*/
public static final int tableSizeFor(int cap) {
//这是为了防止,cap已经是2的幂。如果cap已经是2的幂
int n = cap - 1;
//第一次右移,由于n不等于0(如果为0,不管几次右移都是0,那么最后有个n+1的操作),则n的二进制表示中总会有一bit为1
//这里无符号右移一位之后做或操作,那么会导致原来有1的地方紧接着也是1
//比如00000011xxxxxxxx
//还有一点无符号右移是为了避免前位补1,导致数据溢出,因为负数是以补码的形式存在的,那么就会再高位补1
n |= n >>> 1;
//第二次无符号右移,并做或操作
//00000011xxxxxxxx=>0000001111xxxxxx 这个时候就是4个1
n |= n >>> 2;
n |= n >>> 4;
n |= n >>> 8;
//由于int最大也就是2的16次幂,所以到16停止
n |= n >>> 16;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
我开始的不明白的地方是为什么要做4次右移???为什么要做无符号右移???
那么我手动时间一个low点的版本我们对比一下
public static final int tableSizeFor2(int cap) {
//这是为了防止,cap已经是2的幂。如果cap已经是2的幂
int n = cap - 1;
n |= n & 0xffff;
return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}
原谅我的无知,我的第一反应就是这个,想都没想为什么不这样做。。。
结果发现相差甚远
第三行就是我这第二个方法得到的值,除了吧负数排除之外,没啥屌用,就是把原来的n去掉符号之后做了一次与运算
这个题的原理是获取到这个入参的位数,然后获取2的N次幂
public static final int tableSizeFor3(int cap) {
//这是为了防止,cap已经是2的幂。如果cap已经是2的幂
int n = (cap - 1) & 0xffff;
String hex = Integer.toBinaryString(n);
return (cap <= 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : (int) Math.pow(2, hex.length());
}
我们再这样处理
我们发现好像很接近了,我们发现n为1的时候,我们得到的长度是2,如果是以大于等于这个数的2的N次幂的话,我觉得我下面这个方法视乎更符合要求
接下来我们来试试性能?
当我们需要计算的数量达到1000000的时候,我们发现,这两个操作的性能相差有点大。。。
好吧,结论发现就是,jdk的源码不亏是经过千锤百炼的,一些看不懂的操作也许就是故意而为!!!
多关注这些看不懂的操作,学会了你也是大神!!!
参考文章:
https://blog.csdn.net/fan2012huan/article/details/51097331
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