Java集合

集合类存放在java.util包中,主要有三种:set(集),list(列表包括Queue)和map(映射)。

  1. CollectionCollection是集合List、Set、Queue的最基本的接口。

  2. Iterator:迭代器,可以通过迭代器遍历集合中的数据。

  3. Map:是映射表的基础接口 。

一、ArrayList(数组)

ArrayList内部是通过数组实现的,它允许对元素进行快速随机访问。

缺点是每个元素之间不能有间隔,当数组大小不满足时需要增加存储能力,就要将已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从 ArrayList 的中间位置插入或者删除元素时,需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此,它适合随机查找和遍历,不适合插入和删除。

二、LinkedList(链表)

LinkedList是用链表结构存储数据的,很适合数据的动态插入和删除,随机访问和遍历速度比较慢。另外,它还提供了List接口中没有定义的方法,专门用于操作表头和表尾元素,可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

三、HashMap(数组+链表+红黑树)

HashMap根据键的hashCode值存储数据,大多数情况下可以直接定位到它的值,因而具有很快的访问速度,但遍历顺序却是不确定的。HashMap最多只允许一条记录的键为null,允许多条记录的值为null。

HashMap非线程安全,即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap,可能会导致数据的不一致。如果需要满足线程安全,可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使 HashMap 具有线程安全的能力,或者使用 ConcurrentHashMap

HashMap源码解析——HashMap.hsah(Object key)

关键变量

HashMap源码解析——resize

JAVA 7 实现

HashMap里面是一个数组,然后数组中每个元素是一个单向链表。上图中,每个绿色的实体是嵌套类Entry 的实例,Entry包含四个属性:key, value, hash值和用于单向链表的next。

  1. capacity:当前数组容量,始终保持 2^n,可以扩容,扩容后数组大小为当前的 2 倍。

  2. loadFactor:负载因子,默认为 0.75。

  3. threshold:扩容的阈值,等于capacity * loadFactor 。

JAVA 8 实现

Java 8 对 HashMap 进行了一些修改,最大的不同就是利用了红黑树,所以其由数组+链表+红黑树组成。
根据 Java 7 HashMap 的介绍,我们知道,查找的时候,根据 hash 值我们能够快速定位到数组的 具体下标,但是之后的话,需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的,时间复杂度取决于链表的长度,为 O(n)。为了降低这部分的开销,在Java8 中,当链表中的元素超过了8个以后, 会将链表转换为红黑树,在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为 O(log N)。

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