java库朂复习

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

java

java中集合主要有set，list，Map三种，其中List，Set继承自Collection接口，list，set是一攪接口发儁系丢下图所示：

一㧣List集合

list是䯭以集合成口，䚆冋覈杽两个﬌现类，分别命ArrayList，LinkedList。
List丼要牆暹不下：

1态list中毭內索引位羠排序。即list晨有负的。

2品卌以朏重复的对䴠。

3ュ郯以在集合丩按煤索引位置来检索充篰。例如通过list.get(i)的方式来获得集合中的某一个元素。
各实现类特点：

  • ArrayList
    优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
    缺点: 线程不安全，效率高。

  • Vector
    优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
    缺点: 线程安全，但效率低。

  • LinkedList
    优点: 底层数据结构是链表，查询慢，增删快。
    缺点: 线程不安全，但效率高。

二、Set集合

set接口继承自Collection接口，有两个实现类分别为HashSet、TreeSet。LinkedHashSet继承自HashSet接口实现Set接口。

set主要特点如下：

1、元素无序。

2、元素唯一无重复。
各实现类特点：

  • HashSet

    1.底层数据结构是哈希表。

    2.依赖两个方法hashCode()和equals()来保证元素唯一性。

    3.存储无序，唯一。

    4.底层实现是HashMap。

    5.线程不安全。

  • LinkedHashSet

    1.底层数据结构是链表和哈希表。

    2.由链表保证元素有序。

    3.由哈希表保证元素唯一。

    4.元素存放顺序和取出顺序一致。

    5.查询慢,增删快。

  • TreeSet

    1.底层数据结构是红黑树。

    2.元素唯一，且有序，内部会自动排序。

TreeSet的主要功能用于排序
LinkedHashSet的主要功能用于保证FIFO即有序的集合(先进先出)
HashSet只是通用的存储数据的集合
HashSet插入数据最快，其次LinkHashSet，最慢的是TreeSet因为内部实现排序

三、Map集合

Map 是一个键值对 (Key - Value pairs)，其中 key 是不可以重复的。

Map接口有三个比较重要的实现类，分别是HashMap、TreeMap和HashTable。LinkedHashMap继承自HashMap。

  • HashMap：无序且线程不安全，方法是不同步的，效率较高，HashMap允许null值（key和value都允许），HashMap的父类是AbstractMap，时间复杂度为O(1)。

  • LinkedHashMap：这是一个 HashMap + 双向链表 的结构，继承自HashMap，所以既拥有 HashMap 的所有特性还有顺序。

  • TreeMap：是有序的，本质是用二叉搜索树来实现的。

  • HashTable：无序且线程安全，方法是同步的，效率较低，Hashtable不允许null值，Hashtable的父类是Dictionary。

（1）hashmap特点

  • HashMap 的键必须是唯一的，不能重复。

  • HashMap 的键允许为 null，但只能有一个这样的键；值可以有多个 null。

  • HashMap 是无序的，它不保证元素的任何特定顺序。

  • HashMap 不是线程安全的；多线程环境下，建议使用 ConcurrentHashMap，或者使用 Collections.synchronizedMap(hashMap) 将 HashMap 转成线程同步的。

  • 只能使用关联的键来获取值，获取值使用get(key)方法，设置值使用put(key,value)方法。

  • HashMap只能存储对象，所有基本数据类型需使用其包装类型，比如说int应该为Integer。

  • HashMap 实现了 Cloneable 和 Serializable 接口，因此可以拷贝和序列化。

并非所有存放Entry（键值对）的类都是Map接口的子类，比如ThreadLocalMap 。

（2）hashMap实现原理

对于 HashMap 中的每个 key，首先通过 hash function 计算出一个 hash 值，这个hash值就代表了在 buckets 里的编号，而 buckets 实际上是用数组来实现的，所以把这个数值模上数组的长度便得到它在数组的下标，就这样把它放在了数组里。默认的容量是16。如下图所示：

HashMap 底层是 hash 数组和单向链表实现，数组中的每个元素都是链表，由 Node 内部类（实现 Map.Entry接口）实现，HashMap 通过 put & get 方法存储和获取。

存储对象时，将 K/V 键值传给 put() 方法：

HashMap的key为null的Entry（键值对）存放在Array的0位，不会发生hash冲突 。

①调用 hash(K) 方法计算 K 的 hash 值，然后结合数组长度，计算得数组下标；

②调整数组大小（当容器中的元素个数大于 capacity * loadfactor=12 时，容器会进行扩容resize 为 2n）；

③有以下几种情况：

i.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中不存在，则执行插入，若存在，则发生碰撞；

ii.如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在，且它们两者 equals 返回 true，则更新键值对；

iii. 如果 K 的 hash 值在 HashMap 中存在，且它们两者 equals 返回 false，则插入链表的尾部（尾插法）或者红黑树中（树的添加方式）。

（JDK 1.7 之前使用头插法、JDK 1.8 使用尾插法）（注意：当碰撞导致链表大于 TREEIFY_THRESHOLD = 8 时，就把链表转换成红黑树，链表长度低于6，就把红黑树转回链表）

获取对象时，将 K 传给 get() 方法：

①、调用 hash(K) 方法（计算 K 的 hash 值）从而获取该键值所在链表的数组下标；

②、顺序遍历链表，equals()方法查找相同 Node 链表中 K 值对应的 V 值。

hashCode 是用于定位的，确定元素的存储位置；equals是定性的，比较两者是否相等。

（3）哈希冲突

所谓哈希冲突指的是不同的元素通过hash函数计算出了相同的hash值，而equals不同，因此就造成了哈希冲突。

如果哈希冲突了，会在数组的同一个位置上增加链表用于存储值，如果链表的长度大于 8，将会转化成红黑树进行处理。

HashMap、Hashtable和ConcurrentHashMap都采用链地址法处理hash冲突，而ArrayMap和ThreadLocalMap采用开放地址法。

HashMap 中是通过 hashCode() 和 equals() 方法来保证元素的唯一性。

参考博文：

（1） https://www.jianshu.com/p/63b01b6379fb （List集合详情）

（2） https://blog.csdn.net/zhangqunshuai/article/details/80660974 （list各实现类特性）

以上是 java库朂复习 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/390242.html

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