java语言--语言基础--容器

秋白无射
123 阅读6分钟

非并发容器，并发容器在多线程总结。

接口

Collection

最基本的集合接口，子接口为List和set。Collection存储一组不唯一、无需的对象。

List

一个有序的Collection，精准的控制元素的位置，可随机访问。

Set

Set 具有与 Collection 完全一样的接口，只是行为上不同，Set 不保存重复的元素。Set 接口存储一组唯一，无序的对象。只能通过迭代器访问元素。

SortSet

继承于Set保存有序的集合。

Map

Map 接口存储一组键值对象，提供key（键）到value（值）的映射。

Map.Entry

表示Map中的一个元素，Map中的内部接口。

SortMap

SortedMap
继承于 Map，使 Key 保持在升序排列。

Set和List的区别

    1. Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。
    1. Set 检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变  <实现类有HashSet,TreeSet> 。
    1. List 和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长 List 的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变  <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector>  。

集合实现类

LinkedList

该类实现了List接口，允许有null（空）元素。底层是双向链表。查询效率低。线程不安全。

ArrayList

该类也是实现了List的接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。该类也是非同步的,在多线程的情况下不要使用。ArrayList 增长当前长度的50%，插入删除效率低。当然这个效率低可以解决。jdk1.8中我们可以通过确定List容量并使用尾插法可实现比LinkedList更快的效率，因为LinkedList需要维护Node这个内部对象。

HashSet

该类实现了Set接口，不允许出现重复元素，不保证集合中元素的顺序，允许包含值为null的元素，但最多只能一个。 哈希表边存放的是哈希值。 HashSet 存储元素的顺序并不是按照存入时的顺序（和 List 显然不同）而是按照哈希值来存的所以取数据也是按照哈希值取得。元素的哈希值是通过元素的hashcode 方法来获取的, HashSet 首先判断两个元素的哈希值，如果哈希值一样，接着会比较equals 方法 如果 equls 结果为 true ， HashSet 就视为同一个元素。如果 equals 为 false 就不是同一个元素。哈希值相同 equals 为 false 的元素是怎么存储呢,就是在同样的哈希值下顺延（可以认为哈希值相同的元素放在一个哈希桶中）。HashSet 通过 hashCode 值来确定元素在内存中的位置。 一个 hashCode 位置上可以存放多个元素。

TreeSet

该类实现了Set接口，可以实现排序等功能。

  1. TreeSet()是使用二叉树的原理对新 add()的对象按照指定的顺序排序（升序、降序），每增加一个对象都会进行排序，将对象插入的二叉树指定的位置。

  2. Integer 和 String 对象都可以进行默认的 TreeSet 排序，而自定义类的对象是不可以的， 自己定义的类必须实现 Comparable 接口，并且覆写相应的 compareTo()函数，才可以正常使 用。

  3. 在覆写 compare()函数时，要返回相应的值才能使 TreeSet 按照一定的规则来排序

  4. 比较此对象与指定对象的顺序。如果该对象小于、等于或大于指定对象，则分别返回负整数、零或正整数

HashMap

HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。该类实现了Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步。 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。

jdk1.7 数组+链表

image.png

大方向上， 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

jdk1.8 数组+链表+红黑树

image.png Java8 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 Java7 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(logN)。当链表长度超过8时，会变为红黑树。当红黑树长度为6时，会变为链表，7是缓冲区。

LinkedHashMap

LinkedHashMap 是 HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序，在用 Iterator 遍历LinkedHashMap 时，先得到的记录肯定是先插入的，也可以在构造时带参数，按照访问次序排序。

Vector

该类和ArrayList非常相似，但是该类是同步的，可以用在多线程的情况，该类允许设置默认的增长长度，默认扩容方式为原来的2倍。目前不常用。

Stack

栈是Vector的一个子类，它实现了一个标准的后进先出的栈。

Dictionary

Dictionary 类是一个抽象类，用来存储键/值对，作用和Map类相似。

Hashtable

Hashtable 是 Dictionary(字典) 类的子类，位于 java.util 包中。 Hashtable 是遗留类，很多映射的常用功能与 HashMap 类似，不同的是它承自 Dictionary 类，并且是线程安全的，任一时间只有一个线程能写 Hashtable，并发性不如 ConcurrentHashMap，因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。 Hashtable 不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用 HashMap 替换，需要线程安全的场合可以用 ConcurrentHashMap 替换。

Properties

Properties 继承于 Hashtable，表示一个持久的属性集，属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。

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