HashMap的长度为什么设置为2的n次方

1. 构造函数中控制长度必须为2的n次方.

首先在构造方法中, 有下面这段代码, 其中initialCapacity是我们传入的自定义map容量大小(如果不设置, 默认是16)
如果我们自定义容量, 会执行下面这段代码 :

initialCapacity = 8, 这样capacity = 1, 要向左移动3次, 刚开始移动之前capacity=1, 根据移位运算, 移动第1次, capacity=2, 移动第2次, capacity=4,移动第3次, capacity=8, 此时会跳出循环, 最终capacity = 8 = 2的3次方
initialCapacity = 5, 这样capacity = 1, 要向左移动3次, 刚开始移动之前capacity=1, 根据移位运算, 移动第1次, capacity=2, 移动第2次, capacity=4,移动第3次, capacity=8, 此时会跳出循环, 最终capacity = 8 = 2的3次方
所以同理, 如果输入是5, 6, 7, 8, 最终的capacity=8, 也就是对于某个数A, 找到大于等于A中最小的数B, 并且B=2的n次方 . 因为HashMap中要求Entry数组的长度是2的n次方, 后面我们会知道这种方式的好处 .
所以在这个地方, 就严格控制了长度必须是2的n次方 .

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2. 这种方式好处.

上面说了构造函数中, 限制了capacity必须是2的n次方 .
并且在扩容的时候, 也是直接乘以2进行扩容, 保证还是2的n次方 .

好处 :
这里的h是”int hash = hash(key.hashCode());”, 也就是根据key的hashCode再次进行一次hash操作计算出来的 .
length是Entry数组的长度 .
一般我们利用hash码, 计算出在一个数组的索引, 常用方式是”h % length”, 也就是求余的方式 .
可能是这种方式效率不高, SUN大师们发现, “当容量一定是2^n时，h & (length - 1) == h % length” . 按位运算特别快 .

对于length = 16, 对应二进制”1 0000”, length-1=”0 1111”
假设此时h = 17 .
(1) 使用”h % length”, 也就是”17 % 16”, 结果是1 .
(2) 使用”h & (length - 1)”, 也就是 “1 0001 & 0 1111”, 结果也是1 .
我们会发现, 因为”0 1111”低位都是”1”, 进行”&”操作, 就能成功保留”1 0001”对应的低位, 将高位的都丢弃, 低位是多少, 最后结果就是多少 .
刚好低位的范围是”0~15”, 刚好是长度为length=16的所有索引 .