【JAVA提升】- 集合类

1. 数组

数组是一个特殊对象

网上找到的学习资料,java基础总结的比较完善的一位
http://www.cnblogs.com/chenssy/category/525010.html

  1. 数组性能比起list和set,效率高,单操作没有他们方便
  2. ArrayList的扩容的方式中使用copyOf方法,按照此方法可以实现数据的动态长度
  3. Arrays的方法中 copyOf 和asList 需要注意 .

asList的返回值是 Arrays.ArrayList 其父类是 AbstractList ,其中对 add()/remove等方法都是没有实现的。所以都是直接返回UnsupportedOperationException

这个内部类ArrayList并没有提高add的实现方法。在ArrayList中,它主要提供了如下几个方法:

  1. size:元素数量
  2. toArray:转换为数组,实现了数组的浅拷贝。
  3. get:获得指定元素。
  4. contains:是否包含某元素。

所以综上所述,asList返回的是一个长度不可变的列表。数组是多长,转换成的列表是多长,我们是无法通过add、remove来增加或者减少其长度的。

2.集合

关于集合的整体上面的理解,参考
http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3495238.html

集合

图片来自http://images.cnitblog.com/blog/381060/201312/28124706-794c0dc2df43446c85b93d7864119334.png


图片中的Collection的上层借口是个错误的,应该是Iterable<E>

2.1 List接口

List接口为Collection直接接口。List所代表的是有序的Collection,即它用某种特定的插入顺序来维护元素顺序。用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制,同时可以根据元素的整数索引(在列表中的位置)访问元素,并搜索列表中的元素。实现List接口的集合主要有:ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。

2.1.1 ArrayList

  1. 初始大小为10,没已1.5进行扩容,扩容的时候使用的是Arrays.copyOf (System.arraycopy),所有指定大小可以避免不必要的扩容操作,同时可以避免扩容的时候空间多余
  2. 数组形式,适合快速定位查找。
  3. 非线程安全

2.1.2 LinkedList

  1. 双向的链表。
  2. 非线程安全

2.1.3 Vector

类似ArrayList 但是操作都是在方法加了同步锁的,所以的线程安全的,同样是因为加了同步锁,整体效率会较ArrayList弱点

2.1.4 Stack

Stack继承自Vector,实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop 方法,还有peek方法得到栈顶的元素,empty方法测试堆栈是否为空,search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

2.2 Map接口

Map与List、Set接口不同,它是由一系列键值对组成的集合,提供了key到Value的映射。同时它也没有继承Collection。在Map中它保证了key与value之间的一一对应关系。也就是说一个key对应一个value,所以它不能存在相同的key值,当然value值可以相同。实现map的有:HashMap、TreeMap、HashTable、Properties、EnumMap。

2.2.1 HashMap

HashMap 非线程安全,访问快

2.2.1.1 内部结构

1. Entry<K,V> table

内部是一个实现了Map.Entry<K,V>接口的静态内部类的数组。

 /**
     * An empty table instance to share when the table is not inflated.
     */
    static final Entry<?,?>[] EMPTY_TABLE = {};

    /**
     * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two.
     */
    transient Entry<K,V>[] table = (Entry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;

值得注意的是,Entry<K,V>实际上是一个链表,所以HashMap可以看做一个链表数组

   static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;
        int hash;

2. 关键概念

  1. size : map中key-value的数量
  2. loadFactor:加载因子 ,其中默认加载因子 DEFAULT_LOAD_FACTOR=0.75f
  3. threshold:阀值,超过阀值的时候需要扩容,默认Integer.MAX_VALUE
  4. capacity: 容量,构造方法传入或者默认值16,上限 (1 << 30)
threshold = (int) Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);

3. 关于扩容

每次加入数据的时候会计算Hash值,并检测是否超过阀值而要扩容。当size>=threshold的时候就会扩容,每次扩大2倍的table.length。扩容的时候实际是遍历原来的table数据重新计算hash后放到新的size的table中。

2.2.1.2 定位存放位子(table中的下标)

元素在table数组中的下标计算方式是使用hash() 方法的值与table的length-1进行&运算(indexFor()方法)

插入数据的时候,要检测key时候重复,没有重复的时候,如果index的位子有元素,则新的元素插入在链表头部。

get(Object key) 方法的实现,其实就是对key做hash处理之后,在调用indexFor得到在table中的下标。在往后找,找到equals的值返回。

2.2.2 TreeMap

红黑树实现,内部是有序的,在要求一个有序的map的是时候用比较的合适,效率上比HashMap弱一点。毕竟构建红黑的树的过程不是很简单

// todo: 源码分析,待完善

2.2.3 Hashtable

继承的是Dictionary<K,V> ,HashMap继承是AbstractMap,实现的接口都一样

基本思想和HashMap差不多,但是put和get等操作方法上加了同步锁,所以是相对线程安全的,但是效率较HashMap弱

2.3 Set接口

Set元素不重复,可以是null,自己维护内部顺序

2.3.1 EnumSet

内部元素必须是enum 类型

2.3.2 HashSet

内部其实就一个HashMap , set里面的每个元素被作为HashMap的key,set的操作其实就是对内部的HashMap的key的操作。

2.3.3 TreeSet

TreeSet 里面就是一个实现了 NavigableMap<E,Object>接口的map,通常就是TreeMap。

它是使用元素的自然顺序对元素进行排序,或者根据创建Set 时提供的 Comparator 进行排序,具体取决于使用的构造方法。

2.4 Queue接口

队列,它主要分为两大类,一类是阻塞式队列,队列满了以后再插入元素则会抛出异常,主要包括ArrayBlockQueue、PriorityBlockingQueue、LinkedBlockingQueue。另一种队列则是双端队列,支持在头、尾两端插入和移除元素,主要包括:ArrayDeque、LinkedBlockingDeque、LinkedList。

源自 http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3495238.html

其中ArrayBlockQueue、PriorityBlockingQueue、LinkedBlockingQueue 为java.util.concurrent 包中的类

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