HashMap每次扩容为什么是2倍

当HashMap在初始化没有指定容量的情况下，首次添加元素时，数组的容量为16；当超出阈值，数组容量为扩容为之前的2倍。

为什么HashMap每次扩容都是之前的2倍？而不是像ArrayList首次为10，后续为1.5倍呢？2倍不是很浪费空间吗？

HashMap的putVal方法源码，如下图所示：

其中 n 为数组的长度，n - 1 为数组的最大索引值。(n - 1) & hash 的意思是将每个元素的key的hash值，与最大索引值-1进行相与操作，得出该元素在数组中的位置。hash是添加的元素进过哈希函数计算出来的值。

每次扩容后的数组长度如下表：

与运算的规则如下，只要有一个0，结果就是0；两个同时为1，结果才是1。

1 & 0 = 0
0 & 1 = 0
1 & 1 = 1
0 & 0 = 0

假如HashMap的容量不是2的n次幂，设容量为10，二进制为01010，(n-1)的二进制是01001，向里面添加同样的元素9,12,13,15，结果为：

可以看出，9,13,15得出的结果都是9，index相同，hash碰撞严重。

当HashMap的容量是16时，它的二进制是10000，(n-1)是15,二进制表示是01111，和hash值9,12,13,15进行与运算，计算结果如下：

还是9,12,13,15。可以看出，与运算后得出不同的值，使得添加的元素能够均匀分布在集合中不同的位置上，避免hash碰撞。

综上所述，HashMap计算添加元素的位置时，使用的位运算，这是高效的运算；

另外，HashMap的初始容量是2的n次幂，扩容也是2倍的形式进行扩容，是因为容量是2的n次幂，可以使得添加的元素均匀分布在HashMap中的数组上，减少hash碰撞，避免形成链表的结构，使得查询速度降低！

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