Java 常用数据结构

这篇博客详细介绍了Java中常用的数据结构,包括List的各种实现如ArrayList、LinkedList和Vector,Set的HashSet、TreeSet和LinkedHashSet,Map的HashMap、TreeMap以及各种专用集和映射表,还有PriorityQueue优先级队列。内容涵盖了它们的底层数据结构、特性、增删查改的效率以及线程安全性。

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List

List 存储有序,可重复

ArrayList 数组列表

  • 底层数据结构是基于动态的数组,便于随机访问,增删代价大。
  • 线程不安全,效率高

利用HashSet去重:arrayList = new ArrayList<>(new HashSet<>(arrayList));

LinkedList 链表

  • 底层数据结构是链表,随机访问慢,增删快。
  • 有序集合,对象的位置重要
  • 线程不安全,效率高

Vector

  • 底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
  • 线程安全,效率低

迭代器

  • next()、previous()返回越过的对象
  • remove()会删除上次next()返回的元素,删除时需要先next()跨过要删除的元素
  • add()只依赖迭代器的位置,remove()依赖于迭代器的状态
  • 多迭代器并发修改
    • 只有一个可读可写迭代器+一组可读迭代器
    • 集合跟踪操作次数,于迭代器维护的计数匹配
    • set不被视为结构性修改

Set

Set存储无序,唯一

HashSet 散列集

  • 底层数据结构是哈希表。(无序,唯一)
  • set保证里面元素的唯一性其实是靠两个方法,一是equals()和hashCode()方法先是判断set集合中是否有与新添加数据的hashcode值一致的数据,如果有,那么将再进行第二步调用equals方法再进行一次判断,假如集合中没有与新添加数据hashcode值一致的数据,那么将不调用eqauls方法。
  • 用链表数组实现,每个链表称为一个桶,先计算散列码,于桶数取余,得到保存该元素的桶的索引。
  • 若桶被占满,则称散列冲突。预设装填因子,再散列。

TreeSet 树集

  • 底层数据结构是红黑树(唯一,有序)
  • 利用自然排序和比较器排序
  • 根据比较的返回值是否是0来决定来保证元素的唯一性。

LinkedHashSet

  • 底层数据结构是链表和哈希表。(FIFO插入有序,唯一)
  • 链表保证元素有序,哈希表保证元素唯一

Map

HashMap 散列映射表

  • 对键进行散列
  • 当发生哈希冲突并且size大于阈值的时候,需要进行数组扩容,扩容时,需要新建一个长度为之前数组2倍的新的数组,然后将当前的Entry数组中的元素全部传输过去,扩容后的新数组长度为之前的2倍,所以扩容相对来说是个耗资源的操作。
  • HashMap的数组长度一定是2的次幂

TreeMap 数映射表

  • 用键的整体顺序进行排序

专用集与映射表

WeakHashMap 弱散列映射表

  • 弱引用保存键,可单独删除不再被引用的键

LinkedHashMap/LinkedHashSet 链接散列集/链接映射表

  • 记住插入元素的顺序
  • 便于实现LRU缓存策略

EnumSet 枚举集

  • 弱引用保存键,可单独删除不再被引用的键

IdentityHashMap 标识散列映射表

  • 不同的键对象,即使内容相同,也被视为不同对象
  • 可用于对象序列化

其他

Priority Queue 优先级队列

  • 堆结构,(可以自我调整的二叉树)可以按任意顺序插入,总是按顺序排序检索
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