java - 为什么 HashMap resize 在碰撞或最坏情况下

Question

我问的这个问题只针对 1.7 之前的 Java 版本。我正在使用反射来找出 HashMap 的当前容量。在下面的程序中，将 12 个唯一的人放入一个 HashMap 桶中(使用相同的哈希码)。然后我将第 13 个唯一的人放在相同或不同的桶中(使用相同或不同的哈希码)。在这两种情况下，在添加第 13 个元素后，HashMap 的大小都会调整为 32 个桶。我知道由于负载因子 .75 和初始容量 16 HashMap 调整到它的双倍与第 13 个元素。但是仍然有可用的空桶，并且只有 2 个桶用于这第 13 个元素。

我的问题是:

1. 我的理解正确吗？我没有弄错吗？这是 HashMap 的预期行为吗？

2. 如果所有这些都是正确的，那么即使有 12 或 11 个空闲桶，为什么在这种情况下需要将第 13 个元素加倍的 HashMap。调整 HashMap 的大小不是额外的开销或成本吗？在这种情况下需要将 HashMap 加倍，而 13th 可以根据哈希码放入任何可用的桶中？

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public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args)
            throws NoSuchFieldException, SecurityException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
        HashMap<Person, String> hm = new HashMap<Person, String>();
        for (int i = 1; i <= 12; i++) {
            // 12 Entry in same bucket(linkedlist)
            hm.put(new Person(), "1");
        }
        System.out.println("Number of Buckets in HashMap : " + bucketCount(hm));
        System.out.println("Number of Entry in HashMap :  " + hm.size());
        System.out.println("**********************************");
        // 13th element in different bucket
        hm.put(new Person(2), "2");
        System.out.println("Number of Buckets in HashMap : " + bucketCount(hm));
        System.out.println("Number of Entry in HashMap :  " + hm.size());
    }

    public static int bucketCount(HashMap<Person, String> h)
            throws NoSuchFieldException, SecurityException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
        Field tableField = HashMap.class.getDeclaredField("table");
        tableField.setAccessible(true);
        Object[] table = (Object[]) tableField.get(h);
        return table == null ? 0 : table.length;
    }
}

class Person {
    int age = 0;

    Person() {
    }

    Person(int a) {
        age = a;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        if (age != 0) {
            return 1;
        } else {
            return age;
        }
    }
}

输出

Number of Buckets in HashMap : 16
Number of Entry in HashMap :  12
**********************************
Number of Buckets in HashMap : 32
Number of Entry in HashMap :  13

Answer 1

1. 是的，这是预期的行为。
2. HashMap 不关心使用了多少桶。它只知道已经达到负载因子，发生碰撞的概率因此变得太大，因此应该调整 map 的大小。尽管已经发生了很多碰撞，但调整 map 大小实际上可以解决这个问题。不是你的情况，因为你故意选择相同的 hashCode，但在更现实的情况下，hashCodes 应该有更好的分布。如果您故意选择错误的 hashCode，HashMap 无法做任何事情来提高自身效率，并且没有必要增加复杂性来处理极端情况，这种情况永远不会发生，而且 HashMap 无论如何也无法修复。