Java常见集合总结

最新推荐文章于 2024-01-03 22:42:30 发布

敬畏智心

最新推荐文章于 2024-01-03 22:42:30 发布

阅读量935

点赞数 1

分类专栏： Java 文章标签： java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ranmudaofa/article/details/51884832

版权

Java 专栏收录该内容

82 篇文章

订阅专栏

1. Collection接口->List接口：接口特点是插入元素有序，元素可重复。主要的实现有：

a. ArrayList实现类：特点是-增加/删除慢，查询快；原理是-不错是使用数组实现的，默认初始大小为10；每次增长当前长度的50%。

private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

b. LinkList实现类：特点是-增加/删除快，查询慢；原理是-使用链表实现的并实现Deque接口，支持双向队列。

c. Vector实现类：特点是-增加/删除慢，查询快；原理是-使用数组实现且同步的。

public synchronized boolean add(E e) {
    modCount++;
    ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
    elementData[elementCount++] = e;
    return true;
}

d. Stack实现类：stack类继承自Vector类，增加堆栈的常用操作。Deque接口提供了双向队列，双向队列可以实现堆栈的操作，官方更推荐使用Deque来实现堆栈操作而非Stack实现类。

2. Collection接口->Set接口：元素不能重复，重复的元素会被覆盖。

a. HashSet实现类：由Hash表支持，实际上是HashMap实现的。Set的值实际上时HashMap的key, HashMap的value是Object常量。

public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}

public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
}

b. LinkedHashSet实现类：特点是-有顺序的既能保证插入的顺序也能保证迭代的顺序，线程不安全，初始大小为16；原理是-由Hash表和链接列表实现的，底层是Set接口和LinkedHashMap实现的，LinkedHashMap是在HashMap的基础上增加了before, after链表指针包含所有条目的双重链表来保证顺序。

static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
    Entry<K,V> before, after;
    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
        super(hash, key, value, next);
    }
}

c. TreeSet实现类：特点是有序、非同步集合，多线程之间可以使用Collections.synchroinzedMap()来实现同步，运行速度比Hash集合慢，内部对元素操作的时间复杂度为O(logN)，而HashMap/HashSet为O(1)。实现原理是-使用TreeMap实现的，TreeMap是使用红黑树实现的。

3. Map接口：特点是-提供键值映射关系，每一个键最多只能映射到一个值。

a. HashMap实现类：特点是-插入、查询、删除比较快，时间复杂度是大O(1)；原理是-使用hash表实现，即结合了数组和链表数据结构的有点。哈希表最常见的实现方法叫拉链法，可以理解为“”链表的数组“”。hash表的数组中存储的是一个链表的头结点。默认初始容量《Entry数组》16，加载因子是0.75.一般的存储规则是通过hash(key)%len获得。里面有两个概念需要了解，一个是Hash碰撞一个是加载因子。

b. LinkedHashMap实现类：特点是-继承了HashMap效率低于HashMap的插入、删除、查询但是有序的，使用双重链表<Entry结构类型的 before， after>来保证数据的有序性。线程不安全。

c. TreeMap实现类：特点是有序、非同步集合，多线程之间可以使用Collections.synchroinzedMap()来实现同步，运行速度比Hash集合慢，内部对元素操作的时间复杂度为O(logN)，而HashMap/HashSet为O(1)。实现原理是使用红黑树实现的。可参考这两篇文章： http://blog.youkuaiyun.com/ghsau/article/details/16890151 http://blog.youkuaiyun.com/vking_wang/article/details/14166593

d.WeakHashMap实现类：特点是-以弱键实现的基于哈希表的Map，当键不在正常使用时将自动移除条目。实现原理是-了解弱引用需要了解java.lang.ref中的引用对象类，。常用于检测对象状态以及对于很可能被回收，而且被防止在static字段里的全局对象。实现原理-通过WeakReference和ReferenceQueue实现的。

e.EumMap实现类：特点是-与枚举类型键一起使用的专用Map实现，枚举映射在内部是一个数组，数据结构紧凑高效。不允许null键，可以存在null值。和大多数collection一样，线程不同步。

public class EnumMapDemo {

    @Test
    public void em(){
        EnumMap<EnumKey, Object> map = new EnumMap(EnumKey.class);
        map.put(EnumKey.LISI, "李四");
        map.put(EnumKey.ZHANSAN, "张三");

        for (Map.Entry<EnumKey, Object> enumKeyObjectEntry : map.entrySet()) {

            System.out.println(enumKeyObjectEntry.getKey() + " : " + enumKeyObjectEntry.getValue());
        }
    }

    enum EnumKey {
        ZHANSAN, LISI;
    }
}

f.HashTable实现类：HashTable特点与HashMap基本相同，实现原理也是使用Map实现的。不同点在于HashTable保持了同步，线程安全。

4. concurrent并发包：

a. ConcurrentMap接口：提供其他原子putIfAbsent、remove、replace方法的Map。特性是-保持内存一致性效果；原理是使用了同步代码块。如下代码，如果使用ConcurrentHashMap就不会出问题，如果使用HashMap非同步，系统报错java.util.ConcurrentModificationException。代码如下：

public class MyTest {

    private int num = 0;
//    ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap();
    Map<String, Integer> map = new HashMap();

    @Test
    public void mt(){
        for (int i = 0; i < 100; i++)
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    num = num + 1;
                    if (num%2==0)
                        num = num + 2;
                    map.put("a"+num, num);
                }
            }).start();

        for (Map.Entry<String, Integer> stringIntegerEntry : map.entrySet()) {
            System.out.println(stringIntegerEntry.getKey() + " : " + stringIntegerEntry.getValue());
        }

    }

}

b. CopyOnWriteArraySet实现类：特点是-线程同步，在对数据进行并发读的时候不加锁提高数据读取效率。实现原理是-当数据内容要被修改的时候，会把真正内容Copy出去一个新的副本然后再修改一种懒惰策略。这种特性可以在非常多的并发场景中使用。并发容器多用于读多写少的并发场景。比如系统白名单、黑名单、商品类目的访问和更新场景。CopyOnWrite有很多优点，当然也有很多缺点：由实现原理可以知道复制时内容占用是个问题、数据实时性也是一个问题。另详细介绍请参数 http://ifeve.com/java-copy-on-write/#more-10403