JAVA 集合

无语年华 2020-11-10 16:08:14
java entry treemap


1. 接口继承关系和实现
 
集合类存放于 Java.util 包中,主要有 3 种:set(集)、list(列表包含 Queue)和 map(映射)。
1. Collection:Collection 是集合 List、Set、Queue 的最基本的接口。
2. Iterator:迭代器,可以通过迭代器遍历集合中的数据
3. Map:是映射表的基础接口
 
 
 
2.List
 
Java 的 List 是非常常用的数据类型。List 是有序的 Collection。Java List 一共三个实现类:
分别是 ArrayList、Vector 和 LinkedList。
 
 
2.1. ArrayList (数组)
 
ArrayList 是最常用的 List 实现类,内部是通过数组实现的,它允许对元素进行快速随机访问。数 组的缺点是每个元素之间不能有间隔, 当数组大小不满足时需要增加存储能力,就要将已经有数 组的数据复制到新的存储空间中 当从 ArrayList 的中间位置插入或者删除元素时,需要对数组进 行复制、移动、代价比较高。因此,它适合随机查找和遍历,不适合插入和删除
 
2.2. Vector (数组实现、线程同步)
 
Vector 与 ArrayList 一样,也是通过数组实现的,不同的是 它支持线程的同步,即某一时刻只有一 个线程能够写 Vector ,避免多线程同时写而引起的不一致性,但实现同步需要很高的花费,因此, 访问它比访问 ArrayList 慢。
 
2.3. LinkList (链表)
 
LinkedList 是用链表结构存储数据的,很适合数据的动态插入和删除 ,随机访问和遍历速度比较 慢。另外,它还提供了 List 接口中没有定义的方法,专门用于操作表头和表尾元素,可以当作堆 栈、队列和双向队列使用。
 
3.Set
 
Set 注重独一无二的性质,该体系集合用于存储无序(存入和取出的顺序不一定相同)元素, 值不能重 。对象的相等性本质是对象 hashCode 值(java 是依据对象的内存地址计算出的此序号)判断 的, 如果想要让两个不同的对象视为相等的,就必须覆盖 Object 的 hashCode 方法和 equals 方 法。
 
 
3.1.1. HashSet Hash 表)
 
哈希表存放的是哈希值。HashSet 存储元素的顺序并不是按照存入时的顺序(和 List 显然不 同), 而是按照哈希值来存的,所以取数据也是按照哈希值取得。元素的哈希值是通过元素的 hashcode 方法来获取的, HashSet 首先判断两个元素的哈希值,如果哈希值一样,接着会比较 equals 方法,如果 equls 结果为 true ,HashSet 就视为同一个元素。如果 equals 为 false 就不是 同一个元素。
 
哈希值相同 equals 为 false 的元素是怎么存储呢?就是在同样的哈希值下顺延(可以认为哈希值相 同的元素放在一个哈希桶中)。也就是哈希一样的存一列。如图 1 表示 hashCode 值不相同的情 况;图 2 表示 hashCode 值相同,但 equals 不相同的情况。
 
 
HashSet 通过 hashCode 值来确定元素在内存中的位置。 一个 hashCode 位置上可以存放多个元
 
3.1.2. TreeSet (二叉树)
 
1. TreeSet()是使用二叉树的原理对新 add()的对象按照指定的顺序排序(升序、降序),每增 加一个对象都会进行排序,将对象插入到二叉树指定的位置。
2. Integer 和 String 对象都可以进行默认的 TreeSet 排序,而自定义类的对象是不可以的, 己定义的类必须实现 Comparable 接口,并且覆写相应的 compareTo()函数 ,才可以正常使 用。
3. 在覆写 compare()函数时,要返回相应的值才能使 TreeSet 按照一定的规则来排序
4. 比较此对象与指定对象的顺序。如果该对象小于、等于或大于指定对象,则分别返回负整 数、零或正整数。
 
3.1.3. LinkHashSet HashSet+LinkedHashMap
 
对于 LinkedHashSet 而言,它继承于 HashSet、又基于 LinkedHashMap 来实现的。 LinkedHashSet 底层使用 LinkedHashMap 来保存所有元素,它继承于 HashSet,其所有的方法 操作上又与 HashSet 相同,因此 LinkedHashSet 的实现上非常简单,只提供了四个构造方法,并 通过传递一个标识参数,调用父类的构造器,底层构造一个 LinkedHashMap 来实现,在相关操 作上与父类 HashSet 的操作相同,直接调用父类 HashSet 的方法即可。
 
4.Map
 
 
4.1. HashMap (数组 + 链表 + 红黑树)
 
HashMap 根据键的 hashCode 值存储数据,大多数情况下可以直接定位到它的值,因而具有很快 的访问速度,但遍历顺序却是不确定的。 HashMap 最多只允许一条记录的键为 null,允许多条记 录的值为 null。HashMap 非线程安全,即任一时刻可以有多个线程同时写 HashMap,可能会导 致数据的不一致。如果需要满足线程安全,可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使  HashMap 具有线程安全的能力,或者使用 ConcurrentHashMap。可以用下面这张图来介绍
HashMap 的结构。
 
4.1.1. JAVA7 实现
 
 
大方向上,HashMap 里面是一个数组,然后数组中每个元素是一个单向链表。上图中,每个绿色 的实体是嵌套类 Entry 的实例,Entry 包含四个属性: key, value, hash 值和用于单向链表 的 next。
1. capacity:当前数组容量,始终保持 2^n,可以扩容,扩容后数组大小为当前的 2 倍。
2. loadFactor:负载因子,默认为 0.75。
3. threshold:扩容的阈值,等于 capacity * loadFactor
 
4.1.2. JAVA8 实现
 
Java8 对 HashMap 进行了一些修改, 最大的不同就是利用了红黑树,所以其由数组+链表+红黑 树组成 根据 Java7 HashMap 的介绍,可以知道,查找的时候,根据 hash 值能够快速定位到数组的 具体下标,但是之后的话, 需要顺着链表一个个比较下去才能找到需要的,时间复杂度取决 于链表的长度,为 O(n) 。为了降低这部分的开销,在 Java8 中, 当链表中的元素超过了 8 个以后, 会将链表转换为红黑树 ,在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为 O(logN)。
 
 
4.2. ConcurrentHashMap
 
4.2.1. Segment
 
ConcurrentHashMap 和 HashMap 思路是差不多的,但是因为它支持并发操作,所以要复杂一 些。整个 ConcurrentHashMap 由一个个 Segment 组成,Segment 代表”部分“或”一段“的 意思,所以很多地方都会将其描述为分段锁。注意,行文中,很多地方用了“槽”来代表一个 segment。
 
4.2.2. 线程安全( Segment 继承 ReentrantLock 加锁)
 
简单理解就是,ConcurrentHashMap 是一个 Segment 数组,Segment 通过继承  ReentrantLock 来进行加锁,所以每次需要锁住的是一个 segment,这样只要保证每 个 Segment 是线程安全的,也就实现了全局的线程安全。
 
 
4.2.3. 并行度(默认 16
 
concurrencyLevel:并行级别、并发数、Segment 数,怎么翻译不重要,理解它。默认是 16, 也就是说 ConcurrentHashMap 有 16 个 Segments ,所以理论上,这个时候,最多可以同时支 持 16 个线程并发写,只要它们的操作分别分布在不同的 Segment 上。这个值可以在初始化的时 候设置为其他值,但是一旦初始化以后,它是不可以扩容的。再具体到每个 Segment 内部,其实 每个 Segment 很像 HashMap,不过它要保证线程安全,所以处理起来要麻烦些。
 
4.2.4. Java8 实现 (引入了红黑树)
 
Java8 对 ConcurrentHashMap 进行了比较大的改动,Java8 引入了红黑树。
 
 
4.3. HashTable (线程安全)
 
Hashtable 是遗留类,很多映射的常用功能与 HashMap 类似,不同的是它继承自 Dictionary 类, 并且是线程安全的,任一时间只有一个线程能写 Hashtable,并发性不如 ConcurrentHashMap, 因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。Hashtable 不建议在新代码中使用,不需要线程安全 的场合可以用 HashMap 替换,需要线程安全的场合可以用 ConcurrentHashMap 替换。
 
4.4. TreeMap (可排序)
 
TreeMap 实现 SortedMap 接口,能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序, 也可以指定排序的比较器,当用 Iterator 遍历 TreeMap 时,得到的记录是排过序的。 如果使用排序的映射,建议使用 TreeMap。 在使用 TreeMap 时,key 必须实现 Comparable 接口或者在构造 TreeMap 传入自定义的
Comparator,否则会在运行时抛出 java.lang.ClassCastException 类型的异常。
 
参考: https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-tree/index.html
 
4.5. LinkHashMap (记录插入顺序)
 
LinkedHashMap 是 HashMap 的一个子类,保存了记录的插入顺序,在用 Iterator 遍历 LinkedHashMap 时,先得到的记录肯定是先插入的,也可以在构造时带参数,按照访问次序排序。

 

 

版权声明
本文为[无语年华]所创,转载请带上原文链接,感谢
https://my.oschina.net/u/3268478/blog/4711294

  1. 【计算机网络 12(1),尚学堂马士兵Java视频教程
  2. 【程序猿历程,史上最全的Java面试题集锦在这里
  3. 【程序猿历程(1),Javaweb视频教程百度云
  4. Notes on MySQL 45 lectures (1-7)
  5. [computer network 12 (1), Shang Xuetang Ma soldier java video tutorial
  6. The most complete collection of Java interview questions in history is here
  7. [process of program ape (1), JavaWeb video tutorial, baidu cloud
  8. Notes on MySQL 45 lectures (1-7)
  9. 精进 Spring Boot 03:Spring Boot 的配置文件和配置管理,以及用三种方式读取配置文件
  10. Refined spring boot 03: spring boot configuration files and configuration management, and reading configuration files in three ways
  11. 精进 Spring Boot 03:Spring Boot 的配置文件和配置管理,以及用三种方式读取配置文件
  12. Refined spring boot 03: spring boot configuration files and configuration management, and reading configuration files in three ways
  13. 【递归,Java传智播客笔记
  14. [recursion, Java intelligence podcast notes
  15. [adhere to painting for 386 days] the beginning of spring of 24 solar terms
  16. K8S系列第八篇(Service、EndPoints以及高可用kubeadm部署)
  17. K8s Series Part 8 (service, endpoints and high availability kubeadm deployment)
  18. 【重识 HTML (3),350道Java面试真题分享
  19. 【重识 HTML (2),Java并发编程必会的多线程你竟然还不会
  20. 【重识 HTML (1),二本Java小菜鸟4面字节跳动被秒成渣渣
  21. [re recognize HTML (3) and share 350 real Java interview questions
  22. [re recognize HTML (2). Multithreading is a must for Java Concurrent Programming. How dare you not
  23. [re recognize HTML (1), two Java rookies' 4-sided bytes beat and become slag in seconds
  24. 造轮子系列之RPC 1:如何从零开始开发RPC框架
  25. RPC 1: how to develop RPC framework from scratch
  26. 造轮子系列之RPC 1:如何从零开始开发RPC框架
  27. RPC 1: how to develop RPC framework from scratch
  28. 一次性捋清楚吧,对乱糟糟的,Spring事务扩展机制
  29. 一文彻底弄懂如何选择抽象类还是接口,连续四年百度Java岗必问面试题
  30. Redis常用命令
  31. 一双拖鞋引发的血案,狂神说Java系列笔记
  32. 一、mysql基础安装
  33. 一位程序员的独白:尽管我一生坎坷,Java框架面试基础
  34. Clear it all at once. For the messy, spring transaction extension mechanism
  35. A thorough understanding of how to choose abstract classes or interfaces, baidu Java post must ask interview questions for four consecutive years
  36. Redis common commands
  37. A pair of slippers triggered the murder, crazy God said java series notes
  38. 1、 MySQL basic installation
  39. Monologue of a programmer: despite my ups and downs in my life, Java framework is the foundation of interview
  40. 【大厂面试】三面三问Spring循环依赖,请一定要把这篇看完(建议收藏)
  41. 一线互联网企业中,springboot入门项目
  42. 一篇文带你入门SSM框架Spring开发,帮你快速拿Offer
  43. 【面试资料】Java全集、微服务、大数据、数据结构与算法、机器学习知识最全总结,283页pdf
  44. 【leetcode刷题】24.数组中重复的数字——Java版
  45. 【leetcode刷题】23.对称二叉树——Java版
  46. 【leetcode刷题】22.二叉树的中序遍历——Java版
  47. 【leetcode刷题】21.三数之和——Java版
  48. 【leetcode刷题】20.最长回文子串——Java版
  49. 【leetcode刷题】19.回文链表——Java版
  50. 【leetcode刷题】18.反转链表——Java版
  51. 【leetcode刷题】17.相交链表——Java&python版
  52. 【leetcode刷题】16.环形链表——Java版
  53. 【leetcode刷题】15.汉明距离——Java版
  54. 【leetcode刷题】14.找到所有数组中消失的数字——Java版
  55. 【leetcode刷题】13.比特位计数——Java版
  56. oracle控制用户权限命令
  57. 三年Java开发,继阿里,鲁班二期Java架构师
  58. Oracle必须要启动的服务
  59. 万字长文!深入剖析HashMap,Java基础笔试题大全带答案
  60. 一问Kafka就心慌?我却凭着这份,图灵学院vip课程百度云