Java集合总结大全–史上最强

时间:2021-2-20 作者:admin

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Java集合总结大全

List接口与接口实现类

有序、不唯一

  • ArrayList
  • 内部是通过数组实现的,允许对元素进行快速随机访问。
  • 当数组大小不满足时需要增加存储能力,就要将已经有数组的数据复制到新的存储空间中。
  • 适合随机查找和遍历,不适合插入和删除。当从 ArrayList 的中间位置插入或者删除元素时,需要对数组进行复制、移动、代价比较高。
  • LinkedList
  • LinkedList 是用链表结构存储数据的。
  • 很适合数据的动态插入和删除,随机访问和遍历速度比较慢。
  • 有List 接口中没有定义的方法,专门用于操作表头和表尾元素,可以当作堆栈、队列和双向队列使用。
  • Vector(线程安全)
  • 通过数组实现的。
  • 默认情况下 Vector 每次扩容时容量都会翻倍。
  • 支持线程的同步,即某一时刻只有一个线程能够写 Vector,避免多线程同时写而引起的不一致性,但实现同步需要很高的花费,因此,访问它比访问 ArrayList 慢 。
  • CopyOnWriteArrayList
  • 写操作在一个复制的数组上进行,读操作还是在原始数组中进行,读写分离,互不影响。
  • 写操作需要加锁,防止并发写入时导致写入数据丢失。
  • 写操作结束之后需要把原始数组指向新的复制数组。
  • 在写操作的同时允许读操作,大大提高了读操作的性能,因此很适合读多写少的应用场景。
  • 内存占用:在写操作时需要复制一个新的数组,使得内存占用为原来的两倍左右。
  • 数据不一致:读操作不能读取实时性的数据,因为部分写操作的数据还未同步到读数组中。

Set接口与接口实现类

无序、不可重复

  • HashSet
  • 哈希表边存放的是哈希值。
  • HashSet这个类实现了Set集合,实际为一个HashMap的实例。
  • HashSet 存储元素的顺序并不是按照存入时的顺序。而是按照哈希值来存的所以取数据也是按照哈希值取得。元素的哈希值是通过元素的hashcode 方法来获取的, HashSet 首先判断两个元素的哈希值,如果哈希值一样(哈希冲突,也叫哈希碰撞),接着会比较equals 方法 如果 equls 结果为 true,HashSet 就视为同一个元素。如果 equals 为 false 就不是同一个元素。HashSet 通过 hashCode 值来确定元素在内存中的位置。 一个 hashCode 位置上可以存放多个元素。
  • LinkedHashSet
  • 能保证怎么存就怎么取的set集合对象。
  • LinkedHashSet是一个哈希表和链表的结合,且是一个双向链表。
  • LinkedHashSet 底层使用 LinkedHashMap 来保存所有元素。
  • 继承与 HashSet,其所有的方法操作上又与 HashSet 相同。
  • TreeSet
  • TreeSet是使用二叉树的原理对新添加的对象按照指定的顺序排序(升序、降序),每增加一个对象都会进行排序,将对象插入的二叉树指定的位置。
  • Integer 和 String 对象都可以进行默认的 TreeSet 排序,而自定义类的对象是不可以的, 自己定义的类必须实现 Comparable 接口,并且覆写相应的 compareTo()函数,才可以正常使用。
  • 在覆写 compare()函数时,要返回相应的值才能使 TreeSet 按照一定的规则来排序。
  • 比较此对象与指定对象的顺序。如果该对象小于、等于或大于指定对象,则分别返回负整数、零或正整数。

Map接口与接口实现类

不能包含重复的键、每个键最多只能映射到一个值

  • LinkedHashMap
  • 迭代顺序可以是插入顺序。
  • Key和Value都允许空,Key重复会覆盖、Value允许重复。
  • LinkedHashMap 是 HashMap 的一个子类,保存了记录的插入顺序,在用 Iterator 遍历。
  • LinkedHashMap 时,先得到的记录肯定是先插入的,也可以在构造时带参数,按照访问次序排序。
  • HashMap
  • HashMap 根据键的 hashCode 值存储数据,大多数情况下可以直接定位到它的值,因而具有很快的访问速度,但遍历顺序却是不确定的。
  • HashMap 最多只允许一条记录的键为 null,允许多条记录的值为 null。
  • HashMap 非线程安全,即任一时刻可以有多个线程同时写 HashMap,可能会导致数据的不一致。
  • 如果需要满足线程安全,可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使
    HashMap 具有线程安全的能力,或者使用 ConcurrentHashMap。
  • TreeMap
  • TreeMap 实现 SortedMap 接口,能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序,也可以指定排序的比较器,当用 Iterator 遍历 TreeMap 时,得到的记录是排过序的。如果使用排序的映射,建议使用 TreeMap。
  • key 必须实现 Comparable 接口或者在构造 TreeMap 传入自定义的Comparator,否则会在运行时抛出 java.lang.ClassCastException 类型的异常。
  • Hashtable(线程安全)
  • Hashtable 是遗留类,很多映射的常用功能与 HashMap 类似。
  • 承自 Dictionary 类。
  • 是线程安全的,任一时间只有一个线程能写 Hashtable。
  • 并发性不如 ConcurrentHashMap,因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。 Hashtable 不建议在新代码中使用,不需要线程安全的场合可以用 HashMap 替换,需要线程安全的场合可以用 ConcurrentHashMap 替换。
  • ConcurrentHashMap 线程安全(Segment 继承 ReentrantLock 加锁)
  • ConcurrentHashMap 和 HashMap 思路是差不多的。
  • 支持并发操作。
  • 整个 ConcurrentHashMap 由一个个 Segment 组成, Segment 代表”部分“或”一段“的意思,所以很多地方都会将其描述为分段锁。注意,行文中,我很多地方用了“槽”来代表一个segment。

线程安全处理方法

//Collections.synchronized***()

List<String> list = new ArrayList<>();
List<String> synList = Collections.synchronizedList(list);

Map<String,String> map = new HashMap<>();
Map<String,String> synMap = Collections.synchronizedMap(map);

Set<String> set = new HashSet<>();
Set<String> synset = Collections.synchronizedSet(set);

ArrayList、LinkedList和Vector的区别

  • ArrayList: 可以看作是能够自动增长容量的数组。
  • ArrayList底层的实现是Array, 数组扩容实现。
  • ArrayList根据下标查询快,但是根据值查数据速度和LinkList一样。
  • ArrayList线程不安全,效率高。
  • LinkList是一个双链表,在添加和删除元素时具有比ArrayList更好的性能。
  • LinkList线程不安全,效率高。
  • Vector底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
  • Vector线程安全,效率低。

HashMap和HashTable的区别

  • HashMap是线程不安全的,所以效率远远高于Hashtable,当需要多线程操作的时候可以使用线程安全的ConcurrentHashMap,ConcurrentHashMap虽然也是线程安全的,但是它的效率比Hashtable要高好多倍。因为ConcurrentHashMap使用了分段锁,并不对整个数据进行锁定。
  • HashMap:key可以为null,但是这样的key只能有一个,因为必须保证key的唯一性可以有多个key值对应的value为null。
  • Hashtable是线程安全的,它的每个方法上都有synchronized 关键字。
  • Hashtable:key和value都不能为null。

List、Set、Map三者的区别

  • List:有序、不唯一。
  • Set :无序、唯一。
  • Map:不能包含重复的键、每个键最多只能映射到一个值、元素存储循序是无序的、以键值对存储数据。
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