Java中常用的數據結構類


結構體系圖

List

ArrayList、LinkedList、Vector有什么區別?
  • ArrayList
    • 只能裝入引用對象(基本類型要轉換為封裝類);
    • 線程不安全;
    • 底層由數組實現(順序表),因為由順序表實現,所以會具備順序表的特點,如:需要聲明長度、超出長度時需要進行擴容、不適合頻繁的移動刪除元素、檢索元素快;
    • capacity默認為10,超出時,capacity自動增長0.5倍(oldCapacity >> 1)
  • Vector:
    • 只能裝入引用對象(基本類型要轉換為封裝類);
    • Vector通過synchronized方法保證線程安全;
    • 底層也由數組實現;
    • capacity默認為10(在構造方法中),超出時增長capacityIncrement的量,capacityIncrement小於等於0時,則增長1倍((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity)
  • LinkedList
    • 只能裝入引用對象(基本類型會轉換為封裝類);
    • 線程不安全;
    • 底層實現為鏈表,具備鏈表的特點,如:不用聲明長度、檢索性能較差,但是插入移動刪除較快。
    • 鏈表通過Node對象實現
ArrayList的擴容消耗

由於ArrayList使用
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
進行擴容,而
每次都會重新創建一個newLength長度的數組,所以擴容的空間復雜度為O(n),時間復雜度為O(n)

Arrays.asList方法后的List可以擴容嗎?

不能,asList返回的List為只讀的。其原因為:asList方法返回的ArrayList是Arrays的一個內部類,並且沒有實現add,remove等操作

而在AbstractList中,add操作

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?

這里的有序指有序性,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怎么實現排序?

實現排序,可以使用自定義排序
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有什么區別?
  • Set
    • 只能裝入引用對象(基本類型要轉換為封裝類);
    • 線程不安全
    • 較List,是無序的(無法保證添加的順序),而且元素不能重復
    • 底層使用了map進行實現(HashMap&LinkedHashMap),借用map的key不能重復的特性,來實現不重復性。

HashSet、LinkedHashSet、TreeSet的區別?

都無法保證線程安全,底層都使用map實現不重復性(所以特性也在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,無法保證有序性。
  • LinkedHashSet

    • 使用LinkedHashMap,可以保證有序性
  • TreeSet

    • 使用NavigableMap,可以使用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
    • 允許有一個key為null
    • 通過hash算法,來確定key是否存在
    • 不能保證有序性
    • 默認大小為16,每次擴容默認增大1倍。默認情況下,數組大小為16,那么當HashMap中元素個數超過16*0.75=12(這個值就是代碼中的threshold值,也叫做臨界值)的時候,就把數組的大小擴展為 2*16=32,即擴大一倍。
  • LinkedHashMap
    HashMap的子類,將結構與操作更改為鏈表形式
    • 線程不安全
    • accessOrder默認fasle,可以保證有序性
    • 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
    • 父類為Dictionary,與HashMap不同
    • 線程安全,方法通過synchronized同步
    • key&value都不能為null
    • 不能保證有序性
    • 默認大小為11,其余與HashMap一致
  • TreeMap
    • 線程不安全
    • 內部使用紅黑樹,需要key實現Comparable接口
    • 可以定義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);

什么樣的對象適合做為鍵,有什么要求?

String、Interger這樣的類是final類型的,具有不可變性,且重寫了equals()和hashCode()方法。換言之,做為key的對象,不可變性是必要的,因為要計算hashCode(),要防止放入時和取出時hashcode不一致。此外還需要重寫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實際分配的空間么?

不是,是比傳入容量參數值大的最小的2的n次方,比如傳入6,實際分配8。

HashMap的底層數據結構是什么?

是一個數組,結合了順序表+單向鏈表的形式,內部的每一個節點都是Node對象

附錄

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