java集合详解

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java 集合分为 Collection 和  Map 是所有集合的父接口

Collection 子接口有: List 和 Set 接口

 List 接口下面分为:

    ArrayList:

          底层是数组,可以存储任意类型的数据，ArrayList是线程不安全的，非常适合用于对元素进行查找，效率非常高。

         ArrayList分为无参数构造和有参构造方法，传入一个int类型的变量，相当于我们在使用arrayList的时候指定list的大小。

        新长度是旧长度加上旧长度的0.5，所以ArrayList底层数组每次扩容的大小都是1.5倍。

        删除是每次进行数组复制，然后让旧的elementData置为null进行垃圾回收

        ArrayList的空 间浪费主要体现在在list列表的结尾预留一定的容量空间

         总结:

        1.在声明时尽量指定长度

        2. ArrayList底层是数组，数组是适合查询的，因为数组每个元素的内存空间是固定的，每次查询时，只需要去查询对应位置

           的内存空间，就可以很快找到相应的值。而数组不擅长的是添加和删除。试想，集合长度是100000，而我们在第2个位置

           添加了一个元素，导致的结果是从第3个开始后面每一个元素都要往后串一个元素内存空间那么大的位置,删除刚好相反，

           是向前串一个位置，这样的效率是很低的，元素越多，效率越低。而频繁的添加和删除，适用链表——LinkedList。

    LinkedList:

         数据存储是基于双向链表实现的,它允许插入所有元素，包括 null，同时，它是线程不安全的

        LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗相当的空间

    Vector:

      线程安全的数组,加了synchronized关键字,性能最差

 

Set 接口: 存取无序、不允许存储重复的元素、只允许存储一个null值、没有角标，只能通过迭代器对象遍历访问

                  Set集合中所有的方法都是来来自于Collection集合,底层实现原理就是把HashMap的value置为null

    HashSet集合：（类）底层使用哈希表结构（集合大小可变）

                                查询和添加不重复元素的效率比较快

 

    LinkedHashSet集合：（类）底层使用了哈希表+链表+红黑二叉树的结构

                                           存取元素有序、继承了HashSet类

                                           查询和增删的效率都很快

    TreeSet集合：（类）底层使用二叉树结构

                            查询的效率比较高，添加的效率比较低

                            添加的元素自按照制定的规则进行排序

                          1.自然排序  实现Comparable接口重写compareTo方法

                          2.比较器排序  实现Comparator接口重写compare方法

 

      Set集合的弊端：不能精确访问集合中的元素

                   存取无序、不允许存储重复的元素、只允许存储一个null值、没有角标，只能通过迭代器对象遍历访问

                   Set集合中所有的方法都是来来自于Collection集合

Map接口:

  HashMap:

     它根据键的HashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度，遍历时，取得数据的顺序是

    完全随机的。因为键对象不可以重复，所以HashMap最多只允许一条记录的键为Null，允许多条记录的值为Null，是非同步的

     HashMap使用Key hashCode()和哈希算法来找出存储key-value对的索引。Entry存储在LinkedList中，所以如果存在entry，

     它使用equals()方法来检查传递的key是否已经存在，如果存在，它会覆盖value，如果不存在，它会创建一个新的entry

     然后保存。当我们通过传递key调用get方法时，它再次使用hashCode()来找到数组中的索引，然后使用equals()方法找出

       正确的Entry，然后返回它的值

 

当添加一个元素（key-value）时，就首先计算元素key的hash值，以此确定插入数组中的位置，但是可能存在同一hash值的元素已经被放在数组同一位置了，这时就添加到同一hash值的元素的后面，他们在数组的同一位置，但是形成了链表，同一各链表上的Hash值是相同的，所以说数组存放的是链表。而当链表长度太长时，链表就转换为红黑树，这样大大提高了查找的效率。

 当链表数组的容量超过初始容量的0.75时，再散列将链表数组扩大2倍，把原链表数组的搬移到新的数组中

 

  LinkedHashMap:

       是Hash表和链表的实现，并且依靠着双向链表保证了迭代顺序是插入的顺序。

       LinkedHashMap和HashMap的存储结构基本相同，都是数组加链表。唯一不同的是，链表节点有两个指针，

       分别是before和after，指向该结点的直接后继和直接前驱，再通过双向链表表头结点，

       就可以实现从双向链表中的任意一个结点开始，很方便地访问它的前驱结点和后继结点。

       LinkedHashMap采用的hash算法和HashMap相同，但它扩展了Entry（结点，用于存储key和value）。

       LinkedHashMap中的Entry增加了 before 和 after两个指针，用于维护双向链表。

 

 TreeMap :

     实现了SotredMap接口，它是有序的集合。而且是一个红黑树结构，每个key-value都作为一个红黑树的节点。

     如果在调用  TreeMap的构造函数时没有指定比较器，则根据key执行自然排序