Collection详解

喜欢ヅ旅行 2022-05-14 12:13 180阅读 0赞

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> 详解Collection集合中各个部分的知识点。有部分集合会额外分析源码。

# Collection详解 #

版本号: 2018/9/7-1(18:18)

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*  Collection详解
    
     *  问题汇总
     *  总览(8)
     *  Collection(7)
        
         *  List
         *  Set
            
             *  SortedSet
         *  Queue
            
             *  Deque
     *  AbstractCollection(14)
        
         *  AbstractList
            
             *  ArrayList
             *  Vector
                
                 *  Stack
             *  AbstractSequentialList
                
                 *  LinkedList
         *  AbstractSet
            
             *  HashSet
                
                 *  LinkedHashSet
             *  TreeSet
         *  AbstractQueue
            
             *  PriorityQueue
         *  ArrayDeque
     *  Collections(2)
        
         *  SynchronizedList
         *  SynchronizedMap

## 问题汇总 ##

## 总览(8) ##

1、Collection的组成部分

> 1.  具有Collection的接口，根据特性分为`list、Set、Queue`三大类。
> 2.  具有抽象类`AbstractCollection`封装了，集合的骨干方法

2、既然已经有了Collection接口，为什么还定义了AbstractCollection这个抽象类?

> 1.  List、Set、Queue虽然主体不同，但仍然有共同的行为
> 2.  因此提供`AbstractCollection`封装这些行为。

3、Collection相关内容的包

> java.util.\*

4、集合的区别

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>线程安全性</th> 
   <th>初始容量</th> 
   <th>扩容机制</th> 
   <th>其他</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>ArrayList</td> 
   <td>×-异步</td> 
   <td>0+10(第一次add时)</td> 
   <td>1.5 * n</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LinkedList</td> 
   <td>×-异步</td> 
   <td>不存在</td> 
   <td>不存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SynchronizedList</td> 
   <td>√-同步</td> 
   <td>和原始List一致</td> 
   <td>和原始List一致</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Vector</td> 
   <td>√-同步</td> 
   <td>10</td> 
   <td>2 * n</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Stack</td> 
   <td>√-同步</td> 
   <td>10</td> 
   <td>2 * n</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Hashtable</td> 
   <td>√-同步</td> 
   <td>11</td> 
   <td>2 * n + 1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HashMap</td> 
   <td>×-异步</td> 
   <td>16</td> 
   <td>2 * n</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ConcurrentHashMap</td> 
   <td>√-同步</td> 
   <td>16</td> 
   <td>2 * n</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> 1.  线程安全的有几种集合：5种
> 2.  非线程安全的有几种集合：3种

5、要求线程安全用什么？

> Vector、hashtable、SynchronizedList、ConcurrentHashMap

6、没有线程安全要求用什么？

> ArrayList、LinkedList、HashMap

7、有键值对？

> HashMap、HashTable

8、数据量很大且要求线程安全

> Vector

## Collection(7) ##

1、Collection接口的作用？

> 1.  集合的根接口

2、Iterable接口的作用?

> 1.  实现该接口能让对象能够成为`for-each loop`语句的目标
> 2.  iterator()方法：需要返回自己的迭代器

### List ###

3、List接口的作用

> 1.  一种有序集合，实现该接口会具有以下特点：
> 2.  有序
> 3.  可以重复
> 4.  可以有null元素

### Set ###

4、Set接口的作用

> 1.  一种集合，其中的所有元素都不能重复。

#### SortedSet ####

5、SortedSet的作用

> 1.  提供有序的set集合(其中所有的元素都不能重复)

### Queue ###

6、Queue接口的作用

> 1.  一种集合，会持有元素的优先级并进行处理。

#### Deque ####

7、Deque接口的作用

> 1.  一种线性集合，支持在两端的元素插入和删除
> 2.  removeFirst()/Last()
> 3.  offerFirst()/Last()
> 4.  pollFirst()/Last()
> 5.  getFirst()/Last()
> 6.  peekFirst()/Last()

## AbstractCollection(14) ##

1、AbstractCollection抽象类的作用

> 1.  implements Collection接口
> 2.  此类提供了集合接口的骨架实现

### AbstractList ###

2、AbstractList抽象类的作用

> 1.  继承`AbstractCollection`
> 2.  实现`List`接口，提供了列表接口的骨架实现。

#### ArrayList ####

3、ArrayList的特点(7)

> 1.  `ArrayList`基于`数组实现(底层是Object数组)`,访问元素效率高，插入删除元素的效率低。
> 2.  实现`List接口`：意味着`有序、可以重复、可以有null元素`
> 3.  实现`RandomAccess接口`：意味着`ArrayList`支持`快速随机访问`，`Collections`对于实现了`RandomAccess接口`的List会使用`索引二分查找算法`进行查找。
> 4.  实现`Cloneable接口`：标识着可以被复制。`ArrayList`的`clone()复制`其实是`浅复制`
> 5.  实现`Serializable接口`：标识着集合可以被序列化。
> 6.  绝大多数情况下应该指定`ArrayList`的`初始容量`：避免进行`耗时的扩容操作`，在能`预知`的情况下尽量使用刚刚好的`列表`，从而不浪费任何资源。
> 7.  `非线程安全`

4、ArrayList的扩容机制

> 1.  `ArrayList`的默认容量为`10`(本质默认初始化为`空数组`，第一次`add`时会扩容到10)
> 2.  `扩容`以`1.5倍`进行扩容。
> 3.  `扩容`：会创建一个更大的数组，然后将旧数组的数据都复制过去，该过程是`低效率`的

5、ArrayList源码总结出的效率技巧

> `List`提供了`indexOf和lastIndexOf`查询`指定元素的索引(index)`，这些方法是从头和从尾部一个个查询的。显然可以直接使用`Collections的binarySearch`通过二分查找，效率会更高。

#### Vector ####

6、Vector的特点

> 1.  基于`数组实现`
> 2.  支持`快速随机访问`
> 3.  `线程安全`: 在不需要`同步时`，性能比`ArrayList低`，需要同步时使用`SynchronizedList`更好。
> 4.  `扩容机制`：每次扩容都是原来容量大小的`2倍`
> 5.  适合大量数据的时候。

##### Stack #####

7、Stack的特点

> 1.  `Stack`继承自`Vector`，扩展了`栈`的相关方法。
> 2.  具有`pop、push、peek`等方法(`LinkedList`也有这些方法)。

#### AbstractSequentialList ####

8、AbstractSequentialList的作用

> 1.  实现该接口表明需要`sequential access顺序存取`数据，例如，链表(linked list)

##### LinkedList #####

9、LinkedList的特点

> 1.  `LinkedList`基于`链表实现`，插入和删除效率高，访问元素效率低(这是链表的特点)
> 2.  `LinkedList`可以作为`队列、栈`来使用。
> 3.  队列（`先进先出`）：offerFirst、pollLast
> 4.  栈（`后进先出`）：pop、push
> 5.  `非线程安全`

10、LinkedList继承的抽象类和实现的接口?

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>AbstractSequentialList</th> 
   <th>List</th> 
   <th>Deque</th> 
   <th>Cloneable</th> 
   <th>Serializable</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>顺序存储数据</td> 
   <td>有序、可以重复、元素可以为null</td> 
   <td>可以两端增加和删除数据</td> 
   <td>可以拷贝，浅拷贝</td> 
   <td>可序列化</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

11、LinkedList实现了几个接口?几个抽象类?

> 1.  4个接口
> 2.  1个抽象类

### AbstractSet ###

12、AbstractSet抽象类的作用

> 1.  继承`AbstractCollection`
> 2.  实现`Set`接口，提供了Set接口的骨架实现。

#### HashSet ####

13、HashSet和HashMap的区别与相同

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>HashMap</th> 
   <th>HashSet</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>实现了Map接口</td> 
   <td>实现Set接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>存储键值对</td> 
   <td>仅存储对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>调用put（）向map中添加元素</td> 
   <td>调用add（）方法向Set中添加元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HashMap使用键（Key）计算Hashcode</td> 
   <td>HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象来说hashcode可能相同(因此使用前要确保重写hashCode（）方法和equals（）方法)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HashMap较快，因为它是使用唯一的键获取对象</td> 
   <td>HashSet较慢</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>非线程安全</td> 
   <td>非线程安全</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

##### LinkedHashSet #####

#### TreeSet ####

### AbstractQueue ###

14、AbstractQueue抽象类的作用

> 1.  继承`AbstractCollection`

#### PriorityQueue ####

### ArrayDeque ###

## Collections(2) ##

### SynchronizedList ###

10、SynchronizedList的特点

> 1.  `线程安全`
> 2.  通过`Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())-参数传入任何List`就会返回`SynchronizedList`，使得该`List`是线程安全的。

### SynchronizedMap ###