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HashMap的負載因子

壹、負載因子的作用

HashMap負載因子 ,與擴容機制有關;即若當前容器的容量,達到設定最大值,就需要要執行擴容操作

舉個例子:當前的容器容量是16,負載因子是0.75;16*0.75=12,也就是說,當容量達到了12的時就會執行擴容操作。

作用很簡單,相當於是壹個擴容機制的閾值。當超過了這個閾值,就會觸發擴容機制。HashMap源碼已經為我們默認指定了負載因子是0.75。

截取部分源碼,從這裏可以看出,系統默認的負載因子值就是0.75,而且我們還可以在構造方法中去指定。下面我們就正式來分析壹下為什麽是默認的0.75。

二、原因解釋

在考慮HashMap時,首先要想到的是HashMap只是壹個數據結構,既然是數據結構最主要的就是節省時間和空間。負載因子的作用肯定也是節省時間和空間。為什麽節省呢?我們考慮兩種極端情況。

1、負載因子是1.0

數據壹開始是保存在數組裏,當發生了Hash碰撞的時候,就是在這個數據節點上,生出壹個鏈表,當鏈表長度達到壹定長度的時候,就會把鏈表轉化為紅黑樹。

當負載因子是1.0時,也就意味著,只有當數組的8個值(這個圖表示了8個)全部填充了,才會發生擴容。這就帶來了很大的問題,因為Hash沖突時避免不了的。

後果:當負載因子是1.0的時候,意味著會出現大量的Hash的沖突,底層的紅黑樹變得異常復雜。對於查詢效率極其不利。這種情況就是犧牲了時間來保證空間的利用率。

因此壹句話總結就是負載因子過大,雖然空間利用率上去了,但是時間效率降低了。

2、負載因子是0.5

後果:負載因子是0.5的時候,這也就意味著,當數組中的元素達到了壹半就開始擴容,既然填充的元素少了,Hash沖突也會減少,那麽底層的鏈表長度或者是紅黑樹的高度就會降低。查詢效率就會增加。

但是,此時空間利用率就會大大的降低,原本存儲1M的數據,現在就意味著需要2M的空間。

總之,就是負載因子太小,雖然時間效率提升了,但是空間利用率降低了。

3、負載因子0.75

時間和空間的權衡,負載因子是0.75的時,空間利用率比較高,而且避免了相當多的Hash沖突,使得底層的鏈表或者是紅黑樹的高度比較低,提升了空間效率。

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