hashmap的负载因子为什么是0.75而不是其他值或者1

https://blog.csdn.net/dengbixuan/article/details/104767065

为什么HashMap的负载因子设置成0.75，而不是1也不是0.5？这背后到底有什么考虑？

在HashMap源码中 HashMap默认容量大小是16，最大容量是2的30次方，默认的负载因子是0.75f;

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

1. 什么是负载因子？
负载因子（loadFactor）表示HashMap满的程度，默认值为0.75f，也就是说默认情况下，当HashMap中元素个数达到了容量的3/4的时候就会进行自动扩容。

第一次创建HashMap的时候，就会指定其容量（如果未明确指定，默认是16）。随着我们不断的向HashMap中put元素的时候，就有可能会超过一定的阈值，那么就需要有一个扩容机制。所谓扩容，就是扩大HashMap的容量(JDK1.8):

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
.......
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}

从代码中我们可以看到，在向HashMap中添加元素过程中，如果元素个数（size）超过临界值（threshold）的时候，就会进行自动扩容（resize），并且，在扩容之后，还需要对HashMap中原有元素进行rehash，即将原来桶中的元素重新分配到新的桶中。

在HashMap中，临界值（threshold） = 负载因子（loadFactor） * 容量（capacity）。

2. 为什么要扩容？
HashMap在扩容到过程中不仅要对其容量进行扩充，还需要进行rehash！所以，这个过程其实是很耗时的，并且Map中元素越多越耗时。rehash的过程相当于对其中所有的元素重新做一遍hash，重新计算要分配到那个桶中。

HashMap 是一个数组加链表的结构，不扩容也是可以无限存储的，为什么要扩容？

扩容是为解决哈希冲突问题。HashMap其实是底层基于哈希函数实现的，但是哈希函数都有如下一个基本特性：根据同一哈希函数计算出的哈希值如果不同，那么输入值肯定也不同。但是，根据同一哈希函数计算出的哈希值如果相同，输入值不一定相同。两个不同的输入值，根据同一哈希函数计算出的哈希值相同的现象叫做碰撞。

HashMap将数组和链表（或者红黑树）组合在一起，发挥了两者的优势，我们可以将其理解为链表的数组。但是，如果一个HashMap中冲突太高，那么数组的链表就会退化为链表。这时候查询速度会大大降低。

为了解决哈希冲突问题，在合适的时候扩大数组容量，再通过一个合适的hash算法计算元素分配到哪个数组中，就可以大大的减少冲突的概率。就能避免查询效率低下的问题。

3.为什么默认loadFactor是0.75？
为了避免哈希碰撞，HashMap需要在合适的时候进行扩容。那就是当其中的元素个数达到临界值的时候，而这个临界值前面说过和loadFactor有关，换句话说，设置一个合理的loadFactor，可以有效的避免哈希冲突。

关于loadFactor在JDK官方文档里有说明：一般来说，默认的负载因子(0.75)在时间和空间成本之间提供了很好的权衡。更高的值减少了空间开销，但增加了查找成本(反映在HashMap类的大多数操作中，包括get和put)。

试想一下，如果我们把负载因子设置成1，容量使用默认初始值16，那么表示一个HashMap需要在"满了"之后才会进行扩容。那么在HashMap中，最好的情况是这16个元素通过hash算法之后分别落到了16个不同的桶中，否则就必然发生哈希碰撞。而且随着元素越多，哈希碰撞的概率越大，查找速度也会越低。

如果负载因子设置为0.5，那么就会频繁的扩容，浪费空间。

loadFactor=0.75科学依据

a .根据数学公式推算。负载因子为log(2)的时候，可以既减少哈希冲突，又浪费空间，是时间和空间的权衡。

log(2)大约为0.7。

b.根据HashMap的扩容机制，应该保证capacity的值永远都是2的幂。

为了保证负载因子（loadFactor） * 容量（capacity）的结果是一个整数，这个值是0.75(3/4)比较合理，因为这个数和任何2的幂乘积结果都是整数。

参考：https://mp.weixin.qq.com/s/_zbOHbQa2zDVosXUlYUrSQ

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