HashMap中容量计算算法的理解答案

【问题标题】：Undestanding of Capacity Calculation Algorithm in HashMapHashMap中容量计算算法的理解
【发布时间】：2018-10-19 13:03:03
【问题描述】：

我很想知道HashMap中容量计算算法的工作原理。

如果我们创建所需容量为 20 的 Object HashMap，那么算法将始终计算下一个最高容量，即 (2^x >20)

下面是jdk实现.....

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;
}

谁能解释一下上述算法是如何工作的，每一步会发生什么。

我了解到，在每一步中，他们都将数字 2 相除并按位或对旧值进行运算。他们这样做是因为他们必须分配下一个大于 n 的 (2^x) 值，

但是有人可以帮我解释每一步中某些数字会发生什么，我尝试调试但感觉很复杂。

我有一些实现，如下所示..

private static int calculateCapacity(int cap){

    int max_capcity = 256;
    if(cap<16){
        return 16;
    }else if(cap <32){
        return 32;
    }else if(cap <64){
        return 64;
    }else if(cap < 128){
        return 128;
    }
    return max_capcity;
}

上面的实现可以用来代替复杂的按位和右移一，这有什么意义。

【问题讨论】：

值得一提的是，这在 JDK 11 int n = -1 >>> Integer.numberOfLeadingZeros(cap - 1) 中有所改变，最后一行与 JDK 1.8 中的相同。哪个更容易理解，更少混乱。

标签： java algorithm data-structures bitwise-operators

【解决方案1】：

此算法是确定2 大于或等于给定cap 的最小幂的快速方法。

它的工作方式是计算仅设置一个位的数字，并且该位的位置高于原始数字中的所有其他位（或者如果它只有一个，则位于原始数字的最高位一位设置）。为此，它将所有小于前导位的位设置为1，然后添加1。

这是一个正数的工作原理，写成001XXXXXXXXX（前导位之后的位无关紧要）：

int n = cap - 1;    // will not change anything to the leading bit except
                    // if cap is already a power of 2. In that case,  
                    // we had cap = 001000000000 and now n = 000111111111 and
                    // the other lines won't change anything, we just have to
                    // do +1 in the end and we're done, n = cap;
                    // otherwise, let's assume that not every 'X' is a '0'

n |= n >>> 1;       // n >>> 1 = 0001XXXXXXX
                    // so    n = 0011XXXXXXX

n |= n >>> 2;       // n >>> 2 = 000011XXXXX
                    // so    n = 001111XXXXX

n |= n >>> 4;       //       n = 0011111111X

n |= n >>> 8;       //       n = 00111111111

n |= n >>> 16;      //       n = 00111111111

return n + 1;       //  result = 01000000000

对于负数，n 在每一行都是负数，因为符号位始终为1，因此结果将为1。

【讨论】：