1 线性表

1.1 数组

• 简单：数组是一种最简单的数据结构。
• 占用连续内存：数组空间连续，按照申请的顺序存储，但是必须制定数组大小。
• 数组空间效率低：数组中经常有空闲的区域没有得到充分的应用。
• 操作麻烦:数组的增加和删除操作很麻烦 。

1.2 顺序表

内存连续

1. ArrayList的大小是如何自动增加的？ add时，数组需要的大小超过原有大小，扩容到原有大小的1.5倍。

   int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

2. 什么情况下你会使用ArrayList？

   ArrayList优点：尾插效率高，支持随机访问。缺点：中间插入或者删除（修改）效率低。应用：所以用到修改频率低，查找效率高的情景。

3. 在索引中ArrayList的增加或者删除某个对象的运行过程？效率很低吗？解释一下为什么？

   arrayCopy是很耗内存，耗时间的操作。

4. ArrayList如何顺序删除节点

   迭代器删除 for循环只能删除最后一个节点

5. arrayList的遍历方法

   1. 迭代器 next hasNext
   2. for循环

1. 删除排序数组中的重复项

2. 搜索插入位置

3. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置

1.3 链表

内存不连续。

• 增加节点

  P点后增加S节点：

    s.next = p.next;
    p.next = s;

• 删除节点

  删除P后面的节点：

  p.next = p.next.next

• 修改

  p.data = new data();

• 查找

  循环查找。

手写一个单链表，并且实现单链表元素的逆置，（a0, a1,a2,a3,..an）-> (an,an-1,… a1, a0),算法的空间复杂度和时间复杂度经可能低。

手写双向链表， 实现增删改查，同时对比自己的LinkList 和源码Linkedlist的异同点

1. 合并两个有序链表

2. 两两交换链表中的节点

3. 复制带随机指针的链表

LinkedList、ArrayList比较：

1. LinkedList 基于链表实现，链表内存是散列的，增删快（增删只需修改节点的引用关系，指向新的节点），查找慢（需要对链表进行遍历）；
2. ArrayList 基于数组实现，非线程安全，效率高，增删慢（增删需要复制原有数据），查找快（内存连续，直接使用下标访问元素）。

1.4 什么是内存缓存

预先将数据写到了容器(list,map,set)等数据存储单元中，就是软件内存缓存。

1.5 LRU算法（Least Recently Used）

算法思想：喜新厌旧

1. 新数据插入到链表头部
2. 当缓存命中(即缓存数据被访问)，数据要移到表头
3. 当链表满的时候，将链表尾部的数据丢弃

1.6 HashMap

两个key计算出的数组下标index = hash&（length-1），相等时，会产生哈希冲突。 链表存储结构可解决哈希冲突，多个Node对象，以链表的形式，存储在同一个bucket上。

HashMap默认大小为16，加载因子默认值0.75，当map中键值对的大小大于加载因子*length时，HashMap会扩容。

扩容是为了避免哈希冲突。

当加载因子为0.75时，在最大限度利用内存空间的前提下，减少哈希冲突。

HashMap在扩容的时候最耗内存，为避免扩容，new HashMap需要传入map的大小：map大小的预估值/0.75 +1,在HashMap构造方法中，会把该值转化成比该值大的，最接近该值的2次幂，作为map的大小。

HashMap的数组什么时候初始化的？

HashMap的数组初始值为空，put的时候，检测到数组为空，调用reSize，初始化数组。

put方法是HashMap真正使用的时候才调用的，所以在put方法中初始化数组是为了节约内存。

HashMap大小为什么是2的次幂：在计算数组下标的时候，2的次幂能充分利用hashCode的每一位，减少哈希碰撞。

加载因子*length=阈值，由于阈值的存在会造成hashMap有25%的内存空间浪费，这是HashMap为了提升效率，而采用的空间换时间大法。

Android设备内存一般不是特别大，为了减少内存的浪费出现了SparseArray。

1. 什么是HashMap？为什么用它？

   HashMap的数据结构：

   • JDK1.7及之前：数组+链表
   • JDK1.8：数组+链表+红黑树 其中链表/红黑树中节点的数据结构为Node{hash、key、value、next}。

   hashMap结合数组（查找快）、链表（增删快）两者的优点，提高存储性能。

2. HashMap工作原理？

   HashMap通过map.put(key,value),向map中存放数据，通过get(key)获取value。

   put过程：对key进行hash，计算数组下标index = hash&（length-1），创建Node{hash、key、value、next}节点，插入到链表中。

   get过程：对key进行hash，计算数组下标index = hash&（length-1），定位到目标bucket，遍历链表，比较hash和key均相等时，返回目标value。

3. 当两个对象的hsahCode相同时会发生什么？ 哈希冲突

4. 当两个对象的hsahCode相同时怎么获取对象？

   map.get过程中，遍历链表时，满足hash相同和key相同两个条件，才会返回value。

5. 如果HashMap的大小超过了负载因子（load factor）定义的容量，怎么办？

   负载因子默认值0.75，当HashMap大小超过了loadFactor*length时，HashMap会扩容成原来的2倍。

6. 重新调整hashMap大小存在什么问题？

   当重新调整HashMap大小的时候，确实存在条件竞争，因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了，它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中，存储在链表中的元素的次序会反过来，因为移动到新的bucket位置的时候，HashMap并不会将元素放在链表的尾部，而是放在头部，这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生了，那么就死循环了

7. 为什么String、Interger这样的warpper类适合做为键？

   因为String是不可变的，而且已经重写了equals()和hashCode()方法了。不可变性是必要的，因为为了要计算hashCode()，就要防止键值改变，如果键值在放入时和获取时返回不同的hashcode的话，那么就不能从HashMap中找到想要的对象。不可变性还有其他的优点如线程安全。

8. 自定义对象可以作为key吗？

   重写hsahCode和equels方法就可以作为key。

1.7 SparseArray

SparseArray是基于HashMap + 二分查找的思想实现的双数组结构，一个int[]保存key，一个Object[]，通过数组下标建立映射关系。

key升序排列，

put：通过二分查找法，找到插入的位置，通过ArrayCopy实现插入。

get：使用二分查找法，找到目标key，并定位出value。

remove：通过二分查找法，找到目标位置，并不真正删除value，而是把对应位置的value设置成delete。减少删除时的ArrayCopy带来的性能损耗，并且再次向该位置put数据的时候，直接修改value即可。达到了越用越快的目的。

SparseArray节约内存的同时，也不会出现冲突的问题。

SparseArray速度越用越快。

缺点：key为int。

根据SparseArray的这些特点。我们能分析出其使用场景：

1. key为整型；
2. 元素个数相对较少；

1.8 ArrayMap

ArrayMap是基于HashMap + SparseArray实现的，与SparseArray原理一致。

ArrayMap解决了SparseArraykey为int的问题；

SparseArray解决HashMap内存浪费的问题。

HashMap解决ArrayList增删慢、LinkedList查找慢的问题。

1.9 容器总结

Collection依赖Iterator，包括：List（有序的）和Set（元素不允许重复）

Map：

2 树

2.1 树

N个节点构成的有限集合。

术中常用术语：

• 根节点：树中有一个称为”根(Root)”的特殊结点。
• 子树：其余节点可分为若干个互不相交的树，成为原来节点的“子树”。
• 结点的度：结点的子树个数。
• 树的度：树中所有结点中最大的度。
• 叶结点：度为0的结点。
• 父结点：有子树的结点是其子树的根结点的父结点。
• 子结点：若A是B的父结点，B就是A的子结点。

树的特点：

• 子树是不相交的
• 除了根结点之外，每个结点只有且只有一个父结点
• 一个N个结点的树只有N-1条边

2.2 二叉树

度为2的树，并且子树有左右顺序之分。

2.3 哈夫曼树

3 堆栈

4 图论

5 排序和查找算法

hashMap：1.8之前用的synchronized实现，1.8使用volatile+CAS实现