JAVA的主要集合類的數據結構

集合類的大體分類：List,Map和Set。

1、 List

1. ArrayList
   
   ArrayList維護着一個對象數組。若是調用new ArrayList()後，它會默認初始一個size=10的數組。
   每次add操做都要檢查數組容量，若是不夠，從新設置一個初始容量1.5倍大小的新數組，而後再把每一個元素copy過去。
   在數組中間插入或刪除，都要移動後面的全部元素。（使用System.arraycopy()）
2. LindedList
   LinkedList的實現是一個雙向鏈表。每一個節點除含有元素外，還包含向前，向後的指針。
   新建一個LinkedList，生成一個頭節點（header，就是一個頭指針），它的元素爲null。
   
   它自包含，next和previous指針都指向本身。執行add(Object obj)方法後，會生成一個新節點：
   
   Header節點的next指向鏈表的第一個節點，previous指向鏈表的最後一個節點，在這裏都是first。再增長一個對象，它的形狀像下面這樣：
   
   如今是一個標準的雙向鏈表形狀。每一個節點都有本身的next和previous指針。增長節點，只會對鏈表的指針進行操做，速度快。
   LinkedList實現了Deque，因此它有雙向隊列的特徵，在鏈表兩端可增刪數據。使用index查找對象時，會以index和size/2比較，從前或從後向中間搜索。ListIterator可向前或向後迭代。
   比較ArrayList和LinkedList的結構，就能夠得出：
   （1） ArrayList的remove和add(index, Object)操做代價高，須要移動後面的每一個元素。
   （2） LinkedList的get(index)操做代價高，它要先循環遍歷list，找到Object

2、 Map

1. HashMap
   HashMap的結構是一個散列桶，初始化時生成以下結構：
   
   每一個bucket包含一個Entry(map自定義的一種結構，包含一個日後的指針)的鏈表。在put(key, value)後，它的結構以下：
   
   將key的hashcode再次散列，而後用這個hash和length-1進行按位與操做，獲得bucket的index，而後檢查當前bucket的鏈表，有沒有這個key,若是有替換value，沒有則跟在鏈表的最後。
   容許key和value均可以是null
   Index=0的bucket存key=null的value，也能夠是其它hashcode爲0的項。
   初始容量必須爲2的冪次（個人理解是，在生成index的時候有這樣的代碼:hase ^ (length - 1)），length – 1的二進制代碼爲全1,則容易進行hash的設計）。
   若是兩個key散列後的index同樣的話，第一個key生成的Entry先存在桶中，第二個key生成的Entry會將第一個Entry設爲本身的next，串起來。（如圖中，先put(yy, 「first」)，會將這個Entry設爲bucket的第一項，後put(xx,」second」)，則生成新Entry，它的next爲key爲yy的Entry，生成一個鏈表）。
   在put操做中，會比較threshold（capacity * load_factor，一個臨界值），若是size > threshold的話，生成一個當前bucket兩倍數量的buckets，而後把現有的數據從新散列到新bucket中。
   對HashMap迭代時，返回數據的順序是:index從0到length-1，循環遍歷每一個bucket，把不爲null的數據取出，每一個bucket內的順序由鏈表的順序決定。而不是由插入數據決定。
2. LinkedHashMap
   上面說過，Map的迭代不禁插入順序決定。若是要保持這種順序呢？就要新增長一種結構來保持。
   
   LinkedHashMap是HashMap的子類，增長一個雙向鏈表，用來存儲每一個新加入的節點。在遍歷時，按鏈表的順序進行。其實差很少就是上面HashMap和LinkedList的和吧。

3、Set

1. HashSet
   HashSet使用HashMap來保持元素。Key = 元素，value是一個公有的對象，對每一個元素都同樣，在HashMap裏面key是唯一的，固然很適合於構造set集合。等同於用HashMap包裝了次，顯示Set本身的特性。
   最後還要提到集合類裏面一個很重要的類:Collections，它有不少本身獨特的靜態方法。固然它主要提供幾種特殊集合(List, Map,Set)，能夠調用靜態方法來得到：Unmodifiable(不可修改集合，不可添加或刪除元素)，Synchronize(保持同步集合，它的基本每一個方法都加鎖，防止併發操做)，Checked(聲明之始傳入特定類型，之後的操做都會驗證加入元素是否屬於已定類型)，Singleton(集合中只包含一個元素)。它們都是經過包裝集合類中的抽象類得到，產生不一樣的行爲。