Java中常用的数据结构类

结构体系图

List

ArrayList、LinkedList、Vector有什么区别?
  • ArrayList
    • 只能装入引用对象(基本类型要转换为封装类);
    • 线程不安全;
    • 底层由数组实现(顺序表),因为由顺序表实现,所以会具备顺序表的特点,如:需要声明长度、超出长度时需要进行扩容、不适合频繁的移动删除元素、检索元素快;
    • capacity默认为10,超出时,capacity自动增长0.5倍(oldCapacity >> 1)
  • Vector:
    • 只能装入引用对象(基本类型要转换为封装类);
    • Vector通过synchronized方法保证线程安全;
    • 底层也由数组实现;
    • capacity默认为10(在构造方法中),超出时增长capacityIncrement的量,capacityIncrement小于等于0时,则增长1倍((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity)
  • LinkedList
    • 只能装入引用对象(基本类型会转换为封装类);
    • 线程不安全;
    • 底层实现为链表,具备链表的特点,如:不用声明长度、检索性能较差,但是插入移动删除较快。
    • 链表通过Node对象实现
ArrayList的扩容消耗

由于ArrayList使用
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
进行扩容,而
每次都会重新创建一个newLength长度的数组,所以扩容的空间复杂度为O(n),时间复杂度为O(n)

Arrays.asList方法后的List可以扩容吗?

不能,asList返回的List为只读的。其原因为:asList方法返回的ArrayList是Arrays的一个内部类,并且没有实现add,remove等操作

而在AbstractList中,add操作

如何使List线程安全

Collections.synchronizedList(list);
或者使用手动的方法保护线程安全。

List是有序的吗?

这里的有序指有序性,有序或无序是指是否按照其添加的顺序来存储对象,List是有序的。

List怎么实现排序?

实现排序,可以使用自定义排序
list.sort(new Comparator(){...})
或者使用Collections进行快速排序
Collections.sort(list)

List和Array之间如何互相转换?
  • Array转List:List list = new ArrayList(array);
  • List转Array:Object [] objects = list.toArray();

Set

Set与List有什么区别?
  • Set
    • 只能装入引用对象(基本类型要转换为封装类);
    • 线程不安全
    • 较List,是无序的(无法保证添加的顺序),而且元素不能重复
    • 底层使用了map进行实现(HashMap&LinkedHashMap),借用map的key不能重复的特性,来实现不重复性。

HashSet、LinkedHashSet、TreeSet的区别?

都无法保证线程安全,底层都使用map实现不重复性(所以特性也在map中),Set都不能使用get(index)的方法获取元素,只能使用iterator进行获取。其中:

  • HashSet
    • 使用HashMap,无法保证有序性。
  • LinkedHashSet
    • 使用LinkedHashMap,可以保证有序性
  • TreeSet
    • 使用NavigableMap,可以使用Comparator来控制顺序
如何使Set线程安全

Collections.synchronizedSet(set);

Map

HashMap、LinkedHashMap、Hashtable、TreeMap的区别?
  • HashMap
    • 线程不安全
    • 允许有一个key为null
    • 通过hash算法,来确定key是否存在
    • 不能保证有序性
    • 默认大小为16,每次扩容默认增大1倍。默认情况下,数组大小为16,那么当HashMap中元素个数超过16*0.75=12(这个值就是代码中的threshold值,也叫做临界值)的时候,就把数组的大小扩展为 2*16=32,即扩大一倍。
  • LinkedHashMap
    HashMap的子类,将结构与操作更改为链表形式
    • 线程不安全
    • accessOrder默认fasle,可以保证有序性
    • 在HashMap的线性单向链表的基础上,内部维护了一个双向链表
  • Hashtable
    • 父类为Dictionary,与HashMap不同
    • 线程安全,方法通过synchronized同步
    • key&value都不能为null
    • 不能保证有序性
    • 默认大小为11,其余与HashMap一致
  • TreeMap
    • 线程不安全
    • 内部使用红黑树,需要key实现Comparable接口
    • 可以定义Comparator控制顺序
    • 迭代遍历时使用中序遍历
如何使Map线程安全

Collections.synchronizedMap(map);

什么样的对象适合做为键,有什么要求?

String、Interger这样的类是final类型的,具有不可变性,且重写了equals()和hashCode()方法。换言之,做为key的对象,不可变性是必要的,因为要计算hashCode(),要防止放入时和取出时hashcode不一致。此外还需要重写equals()和hashCode()方法,用于比较对象一致性。

HashMap初始化传入的容量参数的值就是HashMap实际分配的空间么?

不是,是比传入容量参数值大的最小的2的n次方,比如传入6,实际分配8。

HashMap的底层数据结构是什么?

是一个数组,结合了顺序表+单向链表的形式,内部的每一个节点都是Node对象

附录

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posted @ 2018-05-07 13:16 薄峰 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏