前沿拓展：java整形多少位
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閱讀前請(qǐng)先看看如下幾個(gè)問題，如果有不清楚的地方看完本文會(huì)有收獲
HashMap(int initialCapacity)在JDK的HashMap中存在無參構(gòu)造函數(shù)和有參構(gòu)造函數(shù)，有參構(gòu)造函數(shù)中又存在帶有指定容量和加載因子的構(gòu)造方法和只帶有指定容量的構(gòu)造方法，分析下 HashMap(int initialCapacity) 構(gòu)造方法
public HashMap(int initialCapacity) { this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + initialCapacity); if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor); this.loadFactor = loadFactor; this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity); }該方法邏輯比較簡(jiǎn)單首先校驗(yàn)下容量有沒有超多大值，沒有的話設(shè)置下加載
算法分析生成擴(kuò)容閾值的算法如下，該算法的巧妙的用位運(yùn)算生成大于等于指定容量的小的2的冪次值例如如果給定一個(gè)數(shù)為14那么算出大于14的2的小指數(shù)冪等于16
static final int tableSizeFor(int cap) { int n = cap - 1; n |= n >>> 1; n |= n >>> 2; n |= n >>> 4; n |= n >>> 8; n |= n >>> 16; return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1; }在十進(jìn)制數(shù)中2的整數(shù)次冪對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)有效位為1且有效位后所有位為0，如下圖所示
tableSizeFor方法為什么先做cap-1操作？當(dāng)cap已經(jīng)為2的整數(shù)次冪時(shí)通過該方法計(jì)算會(huì)將原來的cap變?yōu)?*cap，其實(shí)就是為了處理特殊的數(shù)據(jù)為什么每次無符號(hào)移位操作是1，2，4，8，16？在java中int類型為32位，1+2+4+8+16正好是移動(dòng)32位，移動(dòng)32位后的得到的結(jié)果是將高有效位及以后所有位變0位1假設(shè)cap=14，cap-1 =13 其二進(jìn)制位1101經(jīng)過下圖的變化后發(fā)現(xiàn)在第一次位運(yùn)算后所有有效位都為1111,因此在剩下的四次位運(yùn)算后終結(jié)果就是1111，后將1111+1=10000得到十進(jìn)制數(shù)位16。
構(gòu)造方法雖然設(shè)置了hashmap的threshold但是并沒有真正設(shè)置hashmap的容量大小，真正容量大小是在向hashmap中插入第一個(gè)元素時(shí)進(jìn)行設(shè)置
HashMap 內(nèi)存分配時(shí)機(jī)經(jīng)過構(gòu)造函數(shù)new的Hashmap對(duì)象并未真正分配內(nèi)存空間，這其實(shí)是一種優(yōu)化因?yàn)樵跇?gòu)造方法就分配內(nèi)存空間后很久才進(jìn)行插入操作那么這部分內(nèi)存其實(shí)是浪費(fèi)的。因此在put操作時(shí)會(huì)進(jìn)行判斷如果第一次插入則通過resize方法進(jìn)行進(jìn)行分配空間。第一次插入時(shí)分配的空間大小即為tablesizefor方法返回大小
這種分配方式滿足程序局部性原理,在寫代碼時(shí)可以借鑒
put方法插入數(shù)據(jù)前判斷當(dāng)前hashMap中table是否初始化未初始化進(jìn)行resize操作，其實(shí)hashmap的初始內(nèi)存分配跟擴(kuò)容都是通過resize方法來完成resize方法內(nèi)部通過各種參數(shù)判斷來執(zhí)行初始化邏輯跟擴(kuò)容邏輯內(nèi)存分配邏輯-resize本文只截取部分resize方法分析，剩余擴(kuò)容邏輯會(huì)在新文章中進(jìn)行講解。
首先判斷table 是否為空，因?yàn)槌跏蓟A段table=null所以oldCap=0由于在hashmap中帶參數(shù)的構(gòu)造方法通過tableSizeFor方法設(shè)置了threshold因此table數(shù)據(jù)的容量為oldThr如果使用無參數(shù)構(gòu)造方法newCap&newThr均使用默認(rèn)值后創(chuàng)建數(shù)據(jù)并指向table
總結(jié)new hashmap(cap)初始大小為tableSizeFor大小空間分配是在插入時(shí)分配由于tableSizeFor是2的整數(shù)冪所以與0.75相乘結(jié)果為整數(shù)HashMap使用巧妙且的算法獲取了大于等于給定容量的小2的整數(shù)冪，所以在根據(jù)hashcode計(jì)算元素所屬hash表的位置時(shí)通過hashcode與（hash表長(zhǎng)度-1）進(jìn)行取模快速定位。在插入進(jìn)行內(nèi)存分配機(jī)制極大的避免了內(nèi)存浪費(fèi)而且滿足了局部性原理同樣值得學(xué)習(xí)
拓展知識(shí)：java整形多少位
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