java集合整理

1.HashMap

HashMap 实现了基于哈希表的 Map 接口。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。同时还继承了AbstractMap,实现了Cloneable,Serializable 接口。

HashMap是非线程安全的，底层使用的数据结构是数组和链表。当链表长度>=TREEIFY_THRESHOLD -1时，链表会自动变成一棵红黑树。

put方法源码：其中Node存储的是链表节点，TreeNode存储的事红黑树节点；

 final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {
            Node<K,V> e; K k;
            if (p.hash == hash &&
                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                e = p;
            else if (p instanceof TreeNode)
                e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
            else {
                for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                    if ((e = p.next) == null) {
                        p.next = newNode(hash, key, value, null);
                        if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                            treeifyBin(tab, hash);
                        break;
                    }
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        break;
                    p = e;
                }
            }
            if (e != null) { // existing mapping for key
                V oldValue = e.value;
                if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                    e.value = value;
                afterNodeAccess(e);
                return oldValue;
            }
        }
        ++modCount;
        if (++size > threshold)
            resize();
        afterNodeInsertion(evict);
        return null;
    }

2.HashSet

HashSet是基于HashMap实现的，HashMap的key用来存储数据从而保证数据不会重复，value则是使用的PRESENT对象，该对象为static final。

add方法源码：

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

3.HashTable

HashTable与HashMap一样，实现了基于哈希表的 Map 接口，Cloneable及 java.io.Serializable接口。与HashMap不同的是，HashTable是继承自Dictionary类。

put方法源码：

 public synchronized V put(K key, V value) {
        // Make sure the value is not null
        if (value == null) {
            throw new NullPointerException();
        }

        // Makes sure the key is not already in the hashtable.
        Entry<?,?> tab[] = table;
        int hash = key.hashCode();
        int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
        for(; entry != null ; entry = entry.next) {
            if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                V old = entry.value;
                entry.value = value;
                return old;
            }
        }

        addEntry(hash, key, value, index);
        return null;
    }

由上述源码可知：HashTable是线程安全的，同时key和value的值是不允许为null的。

4.TreeMap

TreeMap继承AbstractMap，实现NavigableMap、Cloneable、Serializable三个接口。其中，NavigableMap是扩展的 SortedMap，具有了针对给定搜索目标返回最接近匹配项的导航方法。

TreeMap底层实现的是红黑树算法。红黑树是每个节点都带有颜色属性的二叉查找树，颜色或红色或黑色。在二叉查找树强制一般要求以外，还有以下几个特性：

性质1. 节点是红色或黑色。
性质2. 根节点是黑色。
性质3 每个叶节点（NIL节点，空节点）是黑色的。
性质4 每个红色节点的两个子节点都是黑色。(从每个叶子到根的所有路径上不能有两个连续的红色节点)
性质5. 从任一节点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色节点。

在TreeMap中存在一个这个的构造方法：

TreeMap(Comparator<? super K> comparator) 

其功能是构造一个空的TreeMap，它根据 指定比较器 进行排序。这里的指定比较器就是我们根据需要自己写的“算法”，该构造方法也是设计模式之策略模式（封装了一系列算法，使得它们可以相互替换 ）的一个应用。

5.TreeSet

同HashSet是基于HashMap实现一样，TreeSet是基于TreeMap实现的。TreeSet继承自AbstractSet，实现了NavigableSet、Cloneable、Serializable接口。