HashMap中神奇的h & （length - 1）运算

众所周知，HashMap是基于Hash表的Map接口实现，HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。HashMap中主要是通过key的hashCode来计算hash值的，只要hashCode相同，计算出来的hash值就一样。但是知道了Hash值之后，又是怎么确定出key在数组中的索引呢？

根据源码得知如下方法
static int indexFor(int h, int length) { //根据hash值和数组长度算出索引值
return h & (length-1);

这样做有什么好处呢 ？

1、保证不会发生数组越界

首先我们要知道的是，在HashMap，数组的长度按规定一定是2的幂。因此，数组的长度的二进制形式是：10000…000, 1后面有偶数个0。 那么，length - 1 的二进制形式就是01111.111, 0后面有偶数个1。最高位是0, 和hash值相“与”，结果值一定不会比数组的长度值大，因此也就不会发生数组越界。

2、保证元素尽可能的均匀分布

由上边的分析可知，length一定是一个偶数，length - 1一定是一个奇数。假设现在数组的长度length为16，减去1后length - 1就是15，15对应的二进制是：1111。现在假设有两个元素需要插入，一个哈希值是8，二进制是1000，一个哈希值是9，二进制是1001。和1111“与”运算后，结果分别是1000和1001，它们被分配在了数组的不同位置，这样，哈希的分布非常均匀。那么，如果数组长度是奇数呢？减去1后length - 1就是偶数了，偶数对应的二进制最低位一定是 0，例如14二进制1110。对上面两个数子分别“与”运算，得到1000和1000。结果都是一样的值。那么，哈希值8和9的元素都被存储在数组同一个index位置的链表中。在操作的时候，链表中的元素越多，效率越低，因为要不停的对链表循环比较。