Java 为什么HashMap有时会按自然顺序打印

我在介绍Java中的哈希映射时发现，哈希映射是无序和未排序的。因此，在使用

System.out.println（HM）

打印时，我们应该以键的任意顺序获得映射。例如，下面的代码

HashMap<Integer,String> HM = new HashMap<>();
HM.put(16,"hello16");
HM.put(6, "hello6");
HM.put(1, "hello1");

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我问了一位朋友，他说这与HashMap的初始容量（=16）有关，但他无法解释清楚。任何人都可以用这个特定的例子来解释输出中的这种差异。

HashMap使用键的hashCode将映射项抛出到桶的索引数组中。检索顺序或多或少是任意的。由于相同长度的字符串（仅在最后一个字符中不同）通常具有等于X+最后一个字符的哈希代码，因此它们之间存在顺序

实现类TreeMap的另一个映射是SortedMap，它按键的顺序保存条目

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另一个映射实现是LinkedHashMap，其中的顺序是将条目放入映射中的顺序。

整数的

hashCode

是值本身。您的

HashMap

有16个bucket，这意味着分配值的bucket是

键%16

，它是一个从0到15的数字

如果您的钥匙在0到15之间，则桶号就是钥匙。只有当你使用键

>15

或

<0

时，事情才会变得一团糟

打印

HashMap

时，条目按存储桶顺序显示。也就是说，如果存在存储桶0中的密钥，则首先打印该密钥；然后将钥匙插入铲斗1，依此类推。在

HashMap

中，所有键都在0到15之间，这与键顺序完全相同

该代码打印

{16=hello16，1=hello1，6=hello6}

，这是键的随机顺序

顺序可能是任意的，但它是确定的。订单基于三个因素：

• 密钥的哈希代码的值
• 哈希表中的桶数，以及
• 插入键的顺序（用于确定具有相同哈希键的项的顺序）

按哈希桶枚举哈希表条目。由于散列桶的数量低于可能的散列码的范围，因此散列码的值会间接转换为散列桶的索引。在散列键的顶部应用补充的散列函数，然后使用按位

&

获取实际索引：

static int hash(int h) {
    // This function ensures that hashCodes that differ only by
    // constant multiples at each bit position have a bounded
    // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
...
static int indexFor(int h, int length) {
    return h & (length-1);
}

您可以从代码的

索引中看到，
长度
应该是二的幂（这就是为什么他们可以使用
&（length-1）
而不是
%length
表达式）。在您的例子中，这很重要，因为整数的哈希代码匹配相应整数的值。假设容量为16个铲斗，16个将转换为铲斗零，而15个将转换为铲斗15（铲斗从零开始编号）

这就是为什么在您的示例中，15的值从前面移到后面。
发生这种情况的原因并不重要，因为您不应该依赖它。在Java 9中，由于这个原因，

的

Set#和
的
Map#的插入顺序是随机的。@RomanPuchkovskiy OP在问题中说“…当打印使用系统.out.println（HM）…”，所以我们应该以键的随机顺序获得映射”-不。HashMap不保证随机顺序。它完全没有承诺订单是什么。今天它可能是由内部桶订购的。下一个版本，它可以像Go一样随机化。在其他人的机器上，它可能像新的Python dict实现一样按插入顺序排列。“似乎不太可能是偶然的”：你有六分之一的机会有三个值按自然顺序排列，而你花了一次机会却没有得到它。你不应该依赖于顺序或桶大小。这是一个内部实现细节，可能会随着时间的推移而改变（从一个版本到另一个版本）。@tobain您完全正确。但问题是，为什么OP的当前代码会出现这种情况。
static int hash(int h) {
    // This function ensures that hashCodes that differ only by
    // constant multiples at each bit position have a bounded
    // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
...
static int indexFor(int h, int length) {
    return h & (length-1);
}