Java中經常使用的數據結構類

結構體系圖

List

ArrayList、LinkedList、Vector有什麼區別？

• ArrayList
  • 只能裝入引用對象（基本類型要轉換爲封裝類）；
  • 線程不安全；
  • 底層由數組實現（順序表），由於由順序表實現，因此會具有順序表的特色，如：須要聲明長度、超出長度時須要進行擴容、不適合頻繁的移動刪除元素、檢索元素快；
  • capacity默認爲10，超出時，capacity自動增加0.5倍(oldCapacity >> 1)；
• Vector：
  • 只能裝入引用對象（基本類型要轉換爲封裝類）；
  • Vector經過synchronized方法保證線程安全；
  • 底層也由數組實現；
  • capacity默認爲10（在構造方法中），超出時增加capacityIncrement的量，capacityIncrement小於等於0時，則增加1倍((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity)
• LinkedList
  • 只能裝入引用對象（基本類型會轉換爲封裝類）；
  • 線程不安全；
  • 底層實現爲鏈表，具有鏈表的特色，如：不用聲明長度、檢索性能較差，可是插入移動刪除較快。
  • 鏈表經過Node對象實現
    

ArrayList的擴容消耗

因爲ArrayList使用
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
進行擴容，而
每次都會從新建立一個newLength長度的數組，因此擴容的空間複雜度爲O(n),時間複雜度爲O(n)

Arrays.asList方法後的List能夠擴容嗎？

不能，asList返回的List爲只讀的。其緣由爲：asList方法返回的ArrayList是Arrays的一個內部類，而且沒有實現add，remove等操做

而在AbstractList中，add操做

如何使List線程安全

Collections.synchronizedList(list);
或者使用手動的方法保護線程安全。

List是有序的嗎？

這裏的有序指有序性，有序或無序是指是否按照其添加的順序來存儲對象，List是有序的。

List怎麼實現排序？

實現排序，可使用自定義排序
list.sort(new Comparator(){...})
或者使用Collections進行快速排序
Collections.sort(list)

List和Array之間如何互相轉換？

• Array轉List：List list = new ArrayList(array);
• List轉Array：Object [] objects = list.toArray();

Set

Set與List有什麼區別？

• Set
  • 只能裝入引用對象（基本類型要轉換爲封裝類）；
  • 線程不安全
  • 較List，是無序的（沒法保證添加的順序），並且元素不能重複
  • 底層使用了map進行實現（HashMap&LinkedHashMap）,借用map的key不能重複的特性，來實現不重複性。
    
    

HashSet、LinkedHashSet、TreeSet的區別？

都沒法保證線程安全，底層都使用map實現不重複性（因此特性也在map中），Set都不能使用get(index)的方法獲取元素，只能使用iterator進行獲取。其中：

• HashSet
  • 使用HashMap，沒法保證有序性。
• LinkedHashSet
  • 使用LinkedHashMap,能夠保證有序性
• TreeSet
  • 使用NavigableMap，可使用Comparator來控制順序

如何使Set線程安全

Collections.synchronizedSet(set);

Map

HashMap、LinkedHashMap、Hashtable、TreeMap的區別？

• HashMap
  • 線程不安全
  • 容許有一個key爲null
  • 經過hash算法，來肯定key是否存在
  • 不能保證有序性
  • 默認大小爲16，每次擴容默認增大1倍。默認狀況下，數組大小爲16，那麼當HashMap中元素個數超過16*0.75=12（這個值就是代碼中的threshold值，也叫作臨界值）的時候，就把數組的大小擴展爲 2*16=32，即擴大一倍。
• LinkedHashMap
  HashMap的子類，將結構與操做更改成鏈表形式
  • 線程不安全
  • accessOrder默認fasle，能夠保證有序性
  • 在HashMap的線性單向鏈表的基礎上，內部維護了一個雙向鏈表
    
• Hashtable
  • 父類爲Dictionary，與HashMap不一樣
  • 線程安全，方法經過synchronized同步
  • key&value都不能爲null
  • 不能保證有序性
  • 默認大小爲11，其他與HashMap一致
• TreeMap
  • 線程不安全
  • 內部使用紅黑樹，須要key實現Comparable接口
  • 能夠定義Comparator控制順序
  • 迭代遍歷時使用中序遍歷

如何使Map線程安全

Collections.synchronizedMap(map);

什麼樣的對象適合作爲鍵，有什麼要求？

String、Interger這樣的類是final類型的，具備不可變性，且重寫了equals()和hashCode()方法。換言之，作爲key的對象，不可變性是必要的，由於要計算hashCode()，要防止放入時和取出時hashcode不一致。此外還須要重寫equals()和hashCode()方法，用於比較對象一致性。

HashMap初始化傳入的容量參數的值就是HashMap實際分配的空間麼？

不是，是比傳入容量參數值大的最小的2的n次方，好比傳入6，實際分配8。

HashMap的底層數據結構是什麼？

是一個數組，結合了順序表+單向鏈表的形式，內部的每個節點都是Node對象

附錄

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