java中的集合類詳情解析以及集合和數組的區別

數組和鏈表

1. 數組：所謂數組就是相同數據類型的元素按照一定順序排列的集合。
   它的存儲區間是連續的，占用內存嚴重，所以空間復雜度很大，為o(n),但是數組的二分查找時間復雜度很小為o(1)。
   特點是大小固定，不可變，在同一個數組中只能存放同一個類型的數據，尋址容易，插入和刪除困難。
2. 鏈表：所謂鏈表就是一種物理存儲單元上非連續的，非順序的存儲結構，數據元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針實現的。鏈表是由一系列節點（鏈表中每個元素稱為節點）組成的，節點是可以動態生成的。每個節點包括兩部分：一個是存儲數據元素的數據域，另一個是存儲下一個節點地址的指針域。
   鏈表的特點：鏈表存儲區間離散，占用內存較少，所以空間復雜度小，但是時間復雜度大o(n)，尋址困難，但是插入和刪除元素很容易。
3. 集合：可以操作數量可變和類型不同的一組數據。所有的java集合都在java.util包中，java集合只能存放引用類型的數據，不能存放基本類型數據。

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ArrayList的底層實現方式

1. ArrayList底層是通過數組實現的，實例化ArrayList無參構造函數默認數組初始化長度為10。
2. add方法底層實現如果增加的元素個數超過了10個，那么ArrayList底層會新生成一個數組，長度變為原數組的1.5倍+1，然后將原始數組的元素復制到新數組中，並且后續增加的元素都會放到新數組中。當新數組也無法滿足元素大小時，繼續重復這個擴容的過程。只要元素長度超過了容量就開始擴容。擴容數組調用的方法為ArrayList.copyOf(objArr,objArr.length+1)。

ArrayList和Vector的區別

ArrayList和vector都實現了list接口（list接口繼承了collection接口），他們都是有序集合，並且允許有重復的元素存在。他們相當於是一種動態的數組，所以可以通過下標的方式取出某一個元素。
他們的區別主要體現在以下兩個方面：

1. 同步性
   vector是線程安全的，也就是說它的方法之間是線程同步的，而ArrayList是線程不安全的，它的方法之間是線程不同步的。如果只有一個線程會訪問到集合，那么可以使用ArrayList，因為它不考慮線程安全問題，效率比較高。如果多個線程要訪問到集合，那么最好是用vector，因為它是線程安全的，不用我們去考慮線程問題。
2. 數據增長策略
   ArrayList和vector都有一個初始容量大小，當數據長度超過了這個容量大小就需要擴容。vector默認增長為原來數據長度的2倍，而ArrayList是增長為原來的1.5倍。
   ArrayList和vector都可以設置初始空間的大小，此外vector還可以設置增長的空間大小，而ArrayList沒有提供設置增長空間的方法。

LinkedList的底層實現方式

linkedlist底層的數據結構是基於雙向循環鏈表實現的，並且頭結點中不存放數據。
如下圖（圖太丑了，將就着看，不講究了）：

hashmap的底層實現原理

hashmap是map集合的實現類之一，
它的特點有：

1. 以鍵值對的形式存儲值
2. 鍵不能重復而值可以重復
3. 允許有null的鍵和值
4. 並且線程不安全所以效率很快，方法也不是同步的。
   hashmap是基於hashing原理，用put(key,value)存儲對象到hashmap中，使用get(key)從hashmap中獲取對象。當我們將鍵值對傳遞給put()方法時，它調用鍵對象的hashcode()方法來計算hashcode，然后找到bucket位置來存儲值對象。當獲取對象時，通過鍵對象的equals()方法找到正確的鍵值對，然后返回值對象。hashmap是在bucket中存儲鍵對象和值對象的。
   如果hashmap的大小超過了負載因子（load factor）定義的容量（默認為0.75），它將會像其他集合類一樣采取擴容，將會創建原來hashmap大小2倍的bucket數組，來重新調整map的大小，並且將原來的對象放入新的bucket數組中。這個過程叫做rehashing。因為它會調用hash方法找到新的bucket數組位置。hashmap使用鏈表來解決碰撞問題，當發生了碰撞，對象將會存儲在鏈表的下一個節點中。hashmap在每個鏈表節點中存儲鍵值對對象。
   詳情參見：https://www.cnblogs.com/java-jun-world2099/p/9258605.html

hashmap和hashtable的區別

1. hashmap是線程不安全的，允許有null的鍵和值，效率較高，方法不是Synchronize的需要提供外同步，它有containsvalue和containskey方法。
2. hashtable是線程安全的，不允許有null的鍵和值，效率低下，方法是同步的，它有containsvalue和containskey方法。

List，Set，Map的區別

java中的集合包括三大類，分別為list，set，map，他們都處於java.util包中，list，set，map都是接口，他們都有各自的實現類。set的實現類主要hashSet和treeSet，list的實現類主要有ArrayList和linkedlist，map的主要實現類有hashMap和treeMap。如下圖所示

1. Set中的對象不按特定的方式排序，並且沒有重復的元素。但是它的有些實現類能對集合中的對象按特定的方式排序，例如treeSet實現類，它可以按照默認排序，也可以通過java.util.Comparator 接口來自定義排序方式。set有兩個實現類，hashSet和treeSet，他們有一定的區別，hashSet中元素不能重復並且沒有順序，treeSet中元素不能重復但是有順序，如果需要排序使用treeSet，不需要排序使用hashSet，它的速度比treeSet快。

2. List中對象按照索引位置排序，可以有重復的對象。允許按照對象在集合中的索引位置來檢索對象。例如通過list.get(i)的方式來獲得集合中的某一個對象。

3. Map中的每一個元素都包括一個key和value值，它是以鍵值對的形式存在，鍵值不允許重復，值可以重復。

Set集合中的元素是不能重復的，那么用什么方法區分重復與否？是用==還是equals方法，他們有什么區別呢？

可以參見這篇博文：https://www.cnblogs.com/qf123/p/8574582.html
equals方法是String類從他的超類object中繼承過來的，用於檢測兩個對象是否相等，即兩個對象的內容是否相等。
==用於比較引用和比較基本類型時有不同的功能：

1. 比較基本數據類型時，如果兩個值相同則為true
2. 比較引用時，如果兩個引用指向內存中的同一個對象則為true。

HashMap，LinkedHashMap和TreeMap的區別

1. 共同點
   他們都是map的實現類。
2. 不同點
   HashMap里面存入的鍵值對在取出的時候是隨機的。
   TreeMap取出來的是排序后的鍵值對，如果需要按自然順序或者自定義順序鍵，那么TreeMap更好。
   LinkedHaspMap是HashMap的一個子類，如果需要輸出的順序和輸入的順序相同，那么可以使用LinkedHashMap實現。