面试 Java 基础八股文十问十答第十九期
作者：程序员小白条，个人博客
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1）HashMap的扩容操作是怎么实现的？
HashMap 的扩容操作是在当前容量超过负载因子（默认为 0.75）乘以数组长度（即达到阈值）时触发的。扩容操作会创建一个新的更大的数组，并将原有数组中的元素重新分配到新数组中。具体步骤如下：
- 创建一个新的数组，其长度是原数组的两倍。
- 遍历原数组中的每个元素，将它们重新计算哈希值，并根据新数组的长度计算出在新数组中的存储位置。
- 将元素插入到新数组的对应位置。
- 扩容完成后，新数组将取代原数组成为 HashMap 的内部存储结构。
2）HashMap是怎么解决哈希冲突的？
HashMap 解决哈希冲突的方法是使用链表（JDK 1.7 及之前）或红黑树（JDK 1.8 及之后）来存储具有相同哈希值的键值对。当发生哈希冲突时，新的键值对会被插入到链表或红黑树的末尾。在查找时，通过比较键的哈希值和键的相等性，可以在链表或红黑树中快速定位到对应的键值对。
3）什么是哈希冲突？
哈希冲突是指不同的键经过哈希函数计算后得到相同的哈希值。由于哈希函数的输出空间一般远小于输入空间，所以在大多数情况下会发生哈希冲突。哈希冲突会导致不同的键值对被存储在数组的同一个位置上，这就需要使用额外的数据结构（如链表或红黑树）来解决冲突，以保证能够正确地存储和检索键值对。解决哈希冲突是哈希表（如 HashMap）实现中的一个重要问题。
4）能否使用任何类作为 Map 的 key？
几乎可以使用任何类作为 Map 的 key，但要注意以下几点：
- 类必须正确实现
hashCode()和equals()方法，以确保在哈希表中正确地定位和比较键对象。 - 不可变类（如 String、Integer）通常是很好的选择，因为它们的哈希值是固定的，且已经正确实现了
hashCode()和equals()方法。 - 可变类（如自定义类）作为 key 时，需要特别注意在修改键对象时是否会影响到其哈希值和相等性判断，以避免出现意外的结果。
5）为什么HashMap中String、Integer这样的包装类适合作为K？
String、Integer 这样的包装类适合作为 HashMap 的 key 的原因如下：
- 这些包装类是不可变的，即创建后不可修改，因此它们的哈希值是固定的，不会因为对象的改变而改变。
- 这些包装类已经正确地实现了
hashCode()和equals()方法，确保在哈希表中正确地定位和比较键对象。 - 这些包装类在 Java 中被广泛使用，具有良好的性能和可靠性。
6）如果使用Object作为HashMap的Key，应该怎么办呢？
如果要使用 Object 类作为 HashMap 的 key，需要注意以下几点：
- Object 类的
hashCode()方法和equals()方法是基于对象的内存地址的，而不是对象的内容。这意味着不同的 Object 对象即使内容相同，它们的哈希值和相等性判断也会不同。 - 如果要正确使用 Object 类作为 key，需要重写
hashCode()和equals()方法，以基于对象的内容来计算哈希值和判断相等性。 - 重写
hashCode()和equals()方法时，需要确保相等的对象具有相同的哈希值，以便在哈希表中正确地定位和比较键对象。
7）HashMap为什么不直接使用hashCode()处理后的哈希 值直接作为table的下标？
HashMap 不直接使用hashCode()处理后的哈希值作为 table 的下标，是因为哈希值的范围可能超过数组的长度，直接使用哈希值作为下标可能会导致数组越界。因此，HashMap 使用哈希值与数组长度进行位运算，得到在数组中的实际存储位置，保证在数组范围内。
8）HashMap 的长度为什么是2的幂次方
HashMap 的长度选择为2的幂次方是为了提高哈希算法的效率。当 HashMap 的长度为2的幂次方时，通过对哈希值进行位运算，可以用更快的速度计算出元素在数组中的存储位置，减少计算的复杂度。同时，长度为2的幂次方的数组对于哈希值的分布也更加均匀，减少了哈希冲突的可能性。
9）HashMap 与 HashTable 有什么区别？
HashMap 与 HashTable 的区别如下：
- 线程安全性：HashMap 是非线程安全的，而 HashTable 是线程安全的，内部的方法都进行了同步处理。
- Null 键和值：HashMap 允许使用 null 作为键和值，而 HashTable 不允许，会抛出 NullPointerException。
- 迭代器：HashMap 的迭代器是 fail-fast 的，而 HashTable 的迭代器不是。
- 继承关系：HashMap 继承自 AbstractMap 类，而 HashTable 继承自 Dictionary 类。
10）如何决定使用 HashMap 还是TreeMap？
选择使用 HashMap 还是 TreeMap 取决于需求：
- 如果需要按键的自然顺序进行遍历或排序，可以选择使用 TreeMap。TreeMap 内部使用红黑树实现，可以保证键的有序性。
- 如果不需要保持键的顺序，只需要快速的查找、插入和删除操作，可以选择使用 HashMap。HashMap 内部使用哈希表实现，具有更高的插入和查找效率。
- 另外，如果需要在多线程环境下使用，可以考虑使用 ConcurrentHashMap，它是线程安全的 HashMap 实现。
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