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三种集合类型
集合与数组的区别
长度区别
内容区别
List
ArrayList
特点:
实现原理:
LinkedList
特点:
实现原理:
Vector
特点:
Map
Hashmap
特点:
实现原理:
TreeMap
特点:
Set
HashSet
特点:
实现原理:
TreeSet
特点:
LinkedHashSet
特点:
三种集合类型
List:有序且可重复的集合
Set:无序且不重复的集合
Map:key-value形式有映射关系的集合
集合与数组的区别
长度区别
- 数组定长
- 集合可变长度
内容区别
- 数组的内容既可以是基本数据类型也可以是引用数据类型,但是只能同时存放一种数据类型
- 集合只能存放引用数据类型,但是可以同时存储不同引用类型的数据
List
对于List集合,数据按顺序插入,数据可重复,可以直接通过索引来操作数据
下面是三个实现类:
ArrayList
特点:
- ArrayList是集合的一个实现类
- ArrayList内部封装了一个Object类型的对象,默认长度为0,长度可变,每次变为当前长度的1.5倍
- ArrayList查询快,增删改慢
- ArrayList线程不安全
实现原理:
- ArrayList 是 List 接口的可变数组非同步实现,并允许包括 null 在内的所有元素
- 底层使用数组实现
- 该集合是可变长度数组,数组扩容时,会将老数组中的元素重新拷贝一份到新的数组中,每次数组容量增长大约是其容量的 1.5 倍,这种操作的代价很高
- 采用了 Fail-Fast 机制,面对并发的修改时,迭代器很快就会完全失败,而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险
- remove 方法会让下标到数组末尾的元素向前移动一个单位,并把最后一位的值置空
LinkedList
特点:
- LinkedList 是集合的一个实现类
- LinkedList 内部封装了一个双线链表
- LinkedList 查询慢,增删改快
- LinkedList 线程不安全
实现原理:
- LinkedList 是 List 接口的双向链表非同步实现,并允许包括 null 在内的所有元素
- 底层的数据结构是基于双向链表的,该数据结构我们称为节点
- 双向链表节点对应的类 Node 的实例,Node 中包含成员变量:prev,next,item。其中,prev 是该节点的上一个节点,next 是该节点的下一个节点,item 是该节点所包含的值
- 它的查找是分两半查找,先判断 index 是在链表的哪一半,然后再去对应区域查找,这样最多只要遍历链表的一半节点即可找到
Vector
特点:
- Vector 数据结构为数组
- Vector 查询慢,增删改快,且有索引
- Vector 单线程且线程安全
Map
Hashmap
特点:
- 底层结构为链表+数组,在JDK8中存储结构变为来了红黑树
- 以Key-Value形式存储数据
- Key具有唯一性,当有重复Key时会覆盖旧数据
- 数据存储无序性
- Key与Value都可以为空,空Key视为一个有效key,只允许有一个空Key
实现原理:
- HashMap 是基于哈希表的 Map 接口的非同步实现,允许使用 null 值和 null 键,但不保证映射的顺序
- 底层使用数组实现,数组中每一项是个单向链表,即数组和链表的结合体;当链表长度大于一定阈值时,链表转换为红黑树,这样减少链表查询时间
- HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理,这个整体就是一个 Node 对象。HashMap 底层采用一个 Node [] 数组来保存所有的 key-value 对,当需要存储一个 Node 对象时,会根据 key 的 hash 算法来决定其在数组中的存储位置,在根据 equals 方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置;当需要取出一个 Node 时,也会根据 key 的 hash 算法找到其在数组中的存储位置,再根据 equals 方法从该位置上的链表中取出该 Node
- HashMap 进行数组扩容需要重新计算扩容后每个元素在数组中的位置,很耗性能
- 采用了 Fail-Fast 机制,通过一个 modCount 值记录修改次数,对 HashMap 内容的修改都将增加这个值。迭代器初始化过程中会将这个值赋给迭代器的 expectedModCount,在迭代过程中,判断 modCount 跟 expectedModCount 是否相等,如果不相等就表示已经有其他线程修改了 Map,马上抛出异常
TreeMap
特点:
- TreeMap是Key-Value集合
- 数据结构为红黑树
- 不允许数据重复
- 插入无序
- Key有序,内部会对key进行排序,Key必须能实现自然排序或定制排序
Set
HashSet
特点:
- HashSet底层使用HashMap
- 元素不能重复
- 元素无序
- 线程不安全
实现原理:
- HashSet 由哈希表 (实际上是一个 HashMap 实例) 支持,不保证 set 的迭代顺序,并允许使用 null 元素
- 基于 HashMap 实现,API 也是对 HashMap 的行为进行了封装,可参考 HashMap
TreeSet
特点:
- TreeSet内部急用TreeMap实现
- TreeSet的插入是无序的
- TreeSet输出是有序的,在内部会自己排序
- 数据同样需要自然排序或定制排序
- 值不能为null
- 数据不能重复
- 线程不安全
LinkedHashSet
特点:
- LinkedHashSet 底层使用HashSet
- 插入有序且用链表维护
- 元素唯一
- 线程不安全