原文作者：很閒很快樂

原文地址：HashMap初始容量為什么是2的n次冪及擴容為什么是2倍的形式

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HashMap的初始容量都是2的n次冪的形式存在的，而擴容也是2倍的原來的容量進行擴容，也就是擴容后的容量也是2的n次冪的形式存在的，下面就來說明一下為什么是2的n次冪的形式！先來看一下源碼，也就是向HashMap中添加元素，或者擴容時是怎么存放元素的。

第一個截圖是向HashMap中添加元素putVal()方法的部分源碼，可以看出，向集合中添加元素時，會使用(n - 1) & hash的計算方法來得出該元素在集合中的位置；而第二個截圖是HashMap擴容時調用resize()方法中的部分源碼，可以看出會新建一個tab，然后遍歷舊的tab，將舊的元素進過e.hash & (newCap - 1)的計算添加進新的tab中，也就是(n - 1) & hash的計算方法，其中n是集合的容量，hash是添加的元素進過hash函數計算出來的hash值。

HashMap的容量為什么是2的n次冪，和這個(n - 1) & hash的計算方法有著千絲萬縷的關系，符號&是按位與的計算，這是位運算，計算機能直接運算，特別高效，按位與&的計算方法是，只有當對應位置的數據都為1時，運算結果也為1，當HashMap的容量是2的n次冪時，(n-1)的2進制也就是1111111***111這樣形式的，這樣與添加元素的hash值進行位運算時，能夠充分的散列，使得添加的元素均勻分布在HashMap的每個位置上，減少hash碰撞，下面舉例進行說明。

當HashMap的容量是16時，它的二進制是10000，(n-1)的二進制是01111，與hash值得計算結果如下：

上面四種情況我們可以看出，不同的hash值，和(n-1)進行位運算后，能夠得出不同的值，使得添加的元素能夠均勻分布在集合中不同的位置上，避免hash碰撞。下面就來看一下HashMap的容量不是2的n次冪的情況，當容量為10時，二進制為01010，(n-1)的二進制是01001，向里面添加同樣的元素，結果為：

可以看出，有三個不同的元素經過&運算得出了同樣的結果，嚴重的hash碰撞了。

終上所述，HashMap計算添加元素的位置時，使用的位運算，這是特別高效的運算；另外，HashMap的初始容量是2的n次冪，擴容也是2倍的形式進行擴容，是因為容量是2的n次冪，可以使得添加的元素均勻分布在HashMap中的數組上，減少hash碰撞，避免形成鏈表的結構，使得查詢效率降低！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java集合—HashMap为什么2倍扩容的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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