JB-001-JAVA集合介绍

左手的ㄟ右手 2022-10-01 06:53 210阅读 0赞

## Java 集合介绍 ##

**集合** 存储相同类型的数据，并能够对数据进行增删改查等操作。

**Collection** 该接口没有直接实现类，有两个继承的子接口List和Set;List可以存储重复元素，Set是不能够存储重复元素。

### 1、List ###

List存放的数据是有序的，其主要关注的索引，List中的实现类有如下。

### 1.1 ArrayList ###

1.  **原理：** ArrayList是基于数组的，其在初始化的时候会构造一个空的数组（Object\[\] elementData=\{\}）。ArrayList默认的Capacity长度是10，如果Capacity达到最大，那么给容量增加Capacity/2。元素是安装插入的顺序排序。
2.  **线程安全：** 非线程安全的，多线程下增删元素出现数据不一致。
3.  **性能：** 由于是数组存储， 可以根据索引直接去查找元素，查找效率高；对于删除和增加元素而言，需要进行元素的移位操作，所以插入删除的效率低。
4.  **主要方法：** add:插入第一个元素是初始化capacity;remove可以根据下标也可以根据Object删除，删除后空间不释放；提供sort方法排序。

### 1.2 LinkedList ###

1.  **原理：** LinkedList是基于链表的，它是一个双向列表，每个节点维护了一个pre和next,每个节点维护了一个first和last指针。
2.  **线程安全：** 非线程安全的，多线程下增删元素出现数据不一致。
3.  **性能：** 链表方式修改指向，所以插入删除数据效率高，不支持索引查找，查找效率低。
4.  **主要方法：** LinkedList提供了几个添加元素的方法：addFirst、addLast、addAll、add等，时间复杂度为O(1)。LinkedList提供了几个移除元素的方法：removeFirst、removeLast、removeFirstOccurrence、remove等，时间复杂度为O(1)。

### 1.3 Vector ###

1.  **原理：** Vector，其在初始化的时候会构造一个空的数组（Object\[\] elementData=\{\}）。ArrayList默认的Capacity长度是10，如果Capacity达到最大，那么给容量增加Capacity。元素是安装插入的顺序排序。
2.  **线程安全：** 线程安全，给每个方法上使用synchronized控制。
3.  **性能：** 由于线程安全，所以性能会比较差，一般情况下不建议使用。
4.  **主要方法：** \---。

### 2、Set ###

Set存放的是不重复元素，也没有插入先后顺序之分。

### 2.1 HashSet ###

1.  **原理：** HashSet其实是通过封装HashMap实现的，其元素存储在HashMap的key上，对应的key的value的值永远是persent。HashSet的key不允许重复，可以为null。HashSet初始化容量为16，其扩大因子0.75。
2.  **线程安全：** 线程非安全
3.  **主要方法：** HashSet克隆其实是浅拷贝，并没有复制元素。

### 2.2 TreeSet ###

1.  **原理：** 基于 TreeMap 的 NavigableSet 实现。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.  **线程安全：** 线程非安全

### 3、Queue ###

### 4、Map ###

Map集合中存储的是键值对，键不能重复，值可以重复。根据键得到值，对map集合遍历时先得到键的set集合，对set集合进行遍历，得到相应的值。

\#\#\#4.1 HashMap \#\#\#

1.  **原理：** HashMap是以数组的方式存储key/value,允许null作为key和value，key不可以重复，value允许重复，不保证元素迭代顺序是按照插入时的顺序，key的hash值是先计算key的hashcode值，然后再进行计算，每次容量扩容会重新计算所以key的hash值，会消耗资源，要求key必须重写equals和hashcode方法。默认初始容量16，加载因子0.75，扩容为旧容量乘2，查找元素快，如果key一样则比较value，如果value不一样，则按照链表结构存储value，就是一个key后面有多个value；HashMap底层就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表。
2.  **线程安全：** 线程非安全
3.  **方法：** hashCode和equals
4.  **hashCode** hashCode是用来在散列存储结构中确定对象的存储地址；如果两个对象相同，这两个对象hashcode一定相同；如果两个hashcode相同，，对象不一定相同。如果equals重写，那么hashcode也要重写。
5.  **扩容** 默认情况下，数组大小为16，那么当hashmap中元素个数超过16x0.75=12的时候，就把数组的大小扩展为2x16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知hashmap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高hashmap的性能。

### 4.1 HashTable ###

1.  **原理：** HashMap（1）存储结构也是数组+链表,（2）Key和Value都不能为空。
2.  **线程安全：** 线程安全
3.  **方法：** hashCode和equals，插入元素如果KEY冲突，元素插入到对应链表的第一个元素。
4.  **扩容** Hashtable的扩容原理，扩容因子0.75，bucket的初始大小11.(扩容的函数为2N+1,hashMap的扩容函数是2N,之所以是2的倍数，是因为，Hashtable为了保证速度，扩容直接位移<<1这样就是2的倍数）

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