Java集合系列之一:集合概述

Java基础

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2020-6-13

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List、Set和Map的区别

  • List是保证取出的顺序是和存入顺序一致的,而且允许有重复元素
  • Set则是保证了元素的唯一性
  • Map则是使用key-value的形式来维护数据

RandomAccess接口

只是起一个标识作用,凡是实现了这个接口的集合都具有随机访问的功能。在Collections类的binarySearch()方法中,它要判断传入的list是否RamdomAccess的实例,如果是则调用indexedBinarySearch(),如果不是就调用iteratorBinarySearch()方法。

  • 支持随机访问的集合

    优先使用普通get(i)模式的for循环,因为时间复杂度是O(1)

  • 不支持随机访问的集合

    优先使用iterator迭代器或者forEach方法,因为如果使用普通的for循环每次查找都是从头开始,尤其是数据量特别大的时候,特别慢

List集合

  1. ArrayList

    • 非线程安全
    • 底层是Object数据实现,所以支持随机访问
    • 插入数据时间复杂度受插入位置的影响,末尾添加就是O(1),头部添加就是O(n),因为后面所有的元素的索引都要往后移动
  2. LinkedList

    • 非线程安全
    • 底层是双向链表实现,不支持随机访问
    • 所有的插入操作时间复杂度都是O(1),读取数据因为要遍历整条链表所以是O(n)
  3. Vector

    • 线程安全,所有的方法都是使用synchronized同步保证线程安全
    • 很陈旧的类,不推荐使用

Map集合

  1. HashMap

    • 非线程安全,多线程下可能会在扩容的时候造成底层链表的死循环
    • 可以有一个空值key,多个空值value
    • 默认初始值16,每次扩充两倍,使用百分之75%的容量之后开始扩充
    • 1.8前底层是数组+链表,也就是当散列冲突之后,同一个位置使用链表存储冲突的多个元素,1.8后进行了优化,如果链表长度超过8之后表示冲突非常严重就把链表转换为红黑树,以便快速查询
  2. Hashtable(没有实现Map)

    • 线程安全,使用synchronized修饰
    • key和value都不支持空值
    • 很陈旧的类,不推荐使用
  3. ConcurrentHashMap

    • 线程安全,底层实现和HashMap类似,1.8前用分段锁实现线程安全,1.8后用synchronized和CAS实现
    • 1.8前是有一个Segment数组,每组有各自的锁保证线程安全,可以同事操作不同组数据
    • 1.8后synchronized是只锁住链表或红黑树首节点,如果没有哈希冲突就不会锁住,而是使用CAS保证线程安全
  4. LinkedHashMap

    • 继承HashMap,底层结构也是相同的
    • 额外增加了一条双向链表保持插入时的顺序
  5. TreeMap

    • 底层是红黑树结构
    • 可以根据key和value的大小排序

Set集合

  1. HashSet

    • 非线程安全
    • 底层基于HashMap实现
    • 保证元素唯一性,先检查hascode值,如果一样就再调用equals二次检查
  2. LinkedHashSet

    • 继承于HashSet,内部是基于LinkedHashMap实现。
  3. TreeSet

    • 元素是有序的,底层结构是红黑树

Java中各种集合底层原理

作者:Half