容器内java程序怎么重启 java容器的使用

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西洋无悔 2024-02-21 17:20:13

文章标签 容器内java程序怎么重启数据结构 java 链表数组 文章分类 Java 后端开发

文章目录

1、Iterator、ListIterator

1.1、Iterator
1.2、ListIterator

2、Collection

2.1、List

2.1.1、数组转ArrayList问题
2.1.2、ArrayList扩容机制（大数据插入耗时问题）

2.2、Set (HashSet如何检查重复)

3、Map

3.1、HashMap、HashTable、TreeMap的区别
3.2、HashMap—JDK1.8（红黑树）

1、Iterator、ListIterator

1.1、Iterator

迭代器用于遍历集合
它包含三个方法：

修饰与类型	方法与描述
`boolean`	`hasNext()` 如果仍有元素可以迭代，则返回true。
`E`	`next()` 返回迭代的下一个元素。
`void`	`remove()` 从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素（可选操作）。

每一个集合都有自己的数据结构(就是容器中存储数据的方式)，都有特定的取出自己内部元素的方式。为了便于操作所有的容器，取出元素。将容器内部的取出方式按照一个统一的规则向外提供，这个规则就是Iterator接口，使得对容器的遍历操作与其具体的底层实现相隔离，达到解耦的效果。

也就说，只要通过该接口就可以取出Collection集合中的元素，至于每一个具体的容器依据自己的数据结构，如何实现的具体取出细节，这个不用关心，这样就降低了取出元素和具体集合的耦合性。

遍历：

public static void main(String[] args) {
    List<String> list1 = new ArrayList<>();
    list1.add("abc0");
    list1.add("abc1");
    list1.add("abc2");

    // while循环方式遍历
    Iterator it1 = list1.iterator();
    while (it1.hasNext()) {
        System.out.println(it1.next());
    }

    // for循环方式遍历
    for (Iterator it2 = list1.iterator(); it2.hasNext(); ) {
        System.out.println(it2.next());
    }

}

使用Iterator迭代器进行删除集合元素，则不会出现并发修改异常。
因为：在执行remove操作时，同样先执行checkForComodification()，然后会执行ArrayList的remove()方法，该方法会将modCount值加1，这里我们将expectedModCount=modCount，使之保持统一。

1.2、ListIterator

功能更加强大，它继承于Iterator接口，只能用于各种List类型的访问。可以通过调用listIterator()方法产生一个指向List开始处的ListIterator，还可以调用listIterator(n)方法创建一个一开始就指向列表索引为n的元素处的ListIterator。

特点：

允许前后遍历
遍历时修改元素（set)
遍历时获取迭代器当前游标所在位置

修饰与类型	方法与描述
`void`	`add(E e)` 将指定的元素插入到列表（可选操作）。
`boolean`	`hasNext()` 如果此列表迭代器在前进方向还有更多的元素时，返回 `true`。
`boolean`	`hasPrevious()` 如果此列表迭代器在相反方向还有更多的元素时，返回 `true`。
`E`	`next()` 返回列表中的下一个元素和光标的位置向后推进。
`int`	`nextIndex()` 返回调用 `next()`后返回的元素索引。
`E`	`previous()` 返回列表中的上一个元素和光标的位置向前移动。
`int`	`previousIndex()` 返回调用`previous()` 后返回的元素索引。
`void`	`remove()` 删除列表中调用`next()`或`previous()`的返回最后一个元素。
`void`	`set(E e)` 用指定元素替换列表中调用`next()`或`previous()`的返回最后一个元素。

2、Collection

Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。

容器内java程序怎么重启 java容器的使用_java

Collection集合主要有List和Set两大接口

List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。
Set：无序(存入和取出顺序有可能不一致)，不可以存储重复元素。必须保证元素唯一性。

2.1、List

常用方法

容器内java程序怎么重启 java容器的使用_链表_02

ArrayList、LinkedList、Vector 的区别

	ArrayList	LinkedList	Vector
底层实现	数组	双向链表	数组
同步性及效率	不同步，非线程安全，效率高，支持随机访问	不同步，非线程安全，效率高	同步，线程安全，效率低
特点	查询快，增删慢	查询慢，增删快	查询快，增删慢
默认容量	10	/	10
扩容机制	int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1)；//1.5 倍	/	2 倍

对于随机访问，数组的效率肯定是优于链表的
LinkedList 不会出现扩容的问题，所以比较适合随机位置增、删。但是其基于链表实现，所以在定位时需要线性扫描，效率比较低。
当操作是在一列数据的后面添加数据而不是在前面或中间，并且需要随机地访问其中的元素时，使用ArrayList会提供比较好的性能；
当你的操作是在一列数据的前面或中间添加或删除数据，并且按照顺序访问其中的元素时，就应该使用LinkedList了。

2.1.1、数组转ArrayList问题

Arrays.asList转换得到的ArrayList不是java.util.ArrayList

容器内java程序怎么重启 java容器的使用_容器内java程序怎么重启_03

容器内java程序怎么重启 java容器的使用_数组_04

正确操作

public static void main(String[] args) {
    String[] arr = {"abc", "kk", "qq"};
	// 使用new ArrayList包裹一层
    List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr));
    list.add("bb");
}

2.1.2、ArrayList扩容机制（大数据插入耗时问题）

2.2、Set (HashSet如何检查重复)

Set集合元素无序(存入和取出的顺序不一定一致)，并且没有重复对象。

Set的主要实现类：HashSet， TreeSet。

容器内java程序怎么重启 java容器的使用_数组_05

HashSet、TreeSet、LinkedHashSet的区别

	HashSet	TreeSet	LinkedHashSet
底层实现	HashMap	红黑树	LinkedHashMap
重复性	不允许重复	不允许重复	不允许重复
有无序	无序	有序，支持两种排序方式，自然排序和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。	有序，以元素插入的顺序来维护集合的链接表
时间复杂度	add()，remove()，contains()方法的时间复杂度是O(1)	add()，remove()，contains()方法的时间复杂度是O(logn)	LinkedHashSet在迭代访问Set中的全部元素时，性能比HashSet好，但是插入时性能稍微逊色于HashSet，时间复杂度是 O(1)。
同步性	不同步，线程不安全	不同步，线程不安全	不同步，线程不安全
null值	允许null值	不支持null值，会抛出 java.lang.NullPointerException 异常。因为TreeSet应用 compareTo() 方法于各个元素来比较他们，当比较null值时会抛出 NullPointerException异常。	允许null值
比较	equals()	compareTo()	equals()

HashSet如何检查重复
HashSet会先计算对象的hashcode值来判断对象加入的位置，同时也会与其他加入的对象的hashcode值作比较，如果没有相符的hashcode，HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同hashcode值的对象，这时会调用equals()方法来检查hashcode相等的对象是否真的相同。如果两者相同，HashSet就不会让加入操作成功。

3、Map

Map 是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。

Map 的常用实现类：HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap

容器内java程序怎么重启 java容器的使用_链表_06

容器内java程序怎么重启 java容器的使用_容器内java程序怎么重启_07

3.1、HashMap、HashTable、TreeMap的区别

TreeMap：基于红黑树实现。
HashMap：基于哈希表实现。
HashTable：和 HashMap 类似，但它是线程安全的，这意味着同一时刻多个线程可以同时写入 HashTable 并且不会导致数据不一致。它是遗留类，不应该去使用它。现在可以使用ConcurrentHashMap 来支持线程安全，并且 ConcurrentHashMap 的效率会更高，因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。
LinkedHashMap：使用双向链表来维护元素的顺序，顺序为插入顺序或者最近最少使用（LRU）顺序。

	HashMap	HashTable	TreeMap
底层实现	哈希表（数组+链表+红黑树）	哈希表（数组+链表）	红黑树
同步性	线程不同步	同步	线程不同步
null值	允许 key 和 Vale 是 null，但是只允许一个 key 为 null，且这个元素存放在哈希表 0 角标位置	不允许key、value 是 null	value允许为null。当未实现 Comparator 接口时，key 不可以为null 当实现 Comparator 接口时，若未对 null 情况进行判断，则可能抛 NullPointerException 异常。如果针对null情况实现了，可以存入，但是却不能正常使用get()访问，只能通过遍历去访问。
hash	使用hash(Object key)扰动函数对 key 的 hashCode 进行扰动后作为 hash 值	直接使用 key 的 hashCode() 返回值作为 hash 值
容量	容量为 2^4 且容量一定是 2^n	默认容量是11，不一定是 2^n
扩容	两倍，且哈希桶的下标使用 &运算代替了取模	2倍+1，取哈希桶下标是直接用模运算

3.2、HashMap—JDK1.8（红黑树）

不同	JDK 1.7	JDK 1.8
存储结构	数组 + 链表	数组 + 链表 + `红黑树`
初始化方式	单独函数：`inflateTable()`	直接集成到了扩容函数`resize()`中
hash值计算方式	扰动处理 = 9次扰动 = 4次位运算 + 5次异或运算	扰动处理 = 2次扰动 = 1次位运算 + 1次异或运算
存放数据的规则	无冲突时，存放数组；冲突时，存放链表	无冲突时，存放数组；冲突 & 链表长度 < 8：存放单链表；冲突 & 链表长度 > 8：树化并存放红黑树
插入数据方式	头插法（先讲原位置的数据移到后1位，再插入数据到该位置）	尾插法（直接插入到链表尾部/红黑树）
扩容后存储位置的计算方式	全部按照原来方法进行计算（即hashCode ->> 扰动函数 ->> (h&length-1)）	按照扩容后的规律计算（即扩容后的位置=原位置 or 原位置 + 旧容量）

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