JAVA的主要集合類的數據結構
阿新 • • 發佈：2018-11-09
hset 存儲 靜態 actor 二進制 linked move .com copy
集合類的大致分類：List,Map和Set。
一、 List
- ArrayList
ArrayList維護著一個對象數組。如果調用new ArrayList()後，它會默認初始一個size=10的數組。
每次add操作都要檢查數組容量，如果不夠，重新設置一個初始容量1.5倍大小的新數組，然後再把每個元素copy過去。
在數組中間插入或刪除，都要移動後面的所有元素。（使用System.arraycopy()） - LindedList
LinkedList的實現是一個雙向鏈表。每個節點除含有元素外，還包含向前，向後的指針。
新建一個LinkedList，生成一個頭節點（header，就是一個頭指針），它的元素為null。
它自包含，next和previous指針都指向自己。執行add(Object obj)方法後，會生成一個新節點：
Header節點的next指向鏈表的第一個節點，previous指向鏈表的最後一個節點，在這裏都是first。再增加一個對象，它的形狀像下面這樣：
現在是一個標準的雙向鏈表形狀。每個節點都有自己的next和previous指針。增加節點，只會對鏈表的指針進行操作，速度快。
LinkedList實現了Deque，所以它有雙向隊列的特征，在鏈表兩端可增刪數據。使用index查找對象時，會以index和size/2比較，從前或從後向中間搜索。ListIterator可向前或向後叠代。比較ArrayList和LinkedList的結構，就可以得出：
（1） ArrayList的remove和add(index, Object)操作代價高，需要移動後面的每個元素。
（2） LinkedList的get(index)操作代價高，它要先循環遍歷list，找到Object
二、 Map
- HashMap
HashMap的結構是一個散列桶，初始化時生成如下結構：
每個bucket包含一個Entry(map自定義的一種結構，包含一個往後的指針)的鏈表。在put(key, value)後，它的結構如下：
將key的hashcode再次散列，然後用這個hash和length-1進行按位與操作，得到bucket的index，然後檢查當前bucket的鏈表，有沒有這個key,如果有替換value，沒有則跟在鏈表的最後。允許key和value都可以是null
Index=0的bucket存key=null的value，也可以是其它hashcode為0的項。
初始容量必須為2的冪次（我的理解是，在生成index的時候有這樣的代碼:hase ^ (length - 1)），length – 1的二進制代碼為全1,則容易進行hash的設計）。
如果兩個key散列後的index一樣的話，第一個key生成的Entry先存在桶中，第二個key生成的Entry會將第一個Entry設為自己的next，串起來。（如圖中，先put(yy, “first”)，會將這個Entry設為bucket的第一項，後put(xx,”second”)，則生成新Entry，它的next為key為yy的Entry，生成一個鏈表）。
在put操作中，會比較threshold（capacity * load_factor，一個臨界值），如果size > threshold的話，生成一個當前bucket兩倍數量的buckets，然後把現有的數據重新散列到新bucket中。
對HashMap叠代時，返回數據的順序是:index從0到length-1，循環遍歷每個bucket，把不為null的數據取出，每個bucket內的順序由鏈表的順序決定。而不是由插入數據決定。 - LinkedHashMap
上面說過，Map的叠代不由插入順序決定。如果要保持這種順序呢？就要新增加一種結構來保持。
LinkedHashMap是HashMap的子類，增加一個雙向鏈表，用來存儲每個新加入的節點。在遍歷時，按鏈表的順序進行。其實差不多就是上面HashMap和LinkedList的和吧。
三、Set
- HashSet
HashSet使用HashMap來保持元素。Key = 元素，value是一個公有的對象，對每個元素都一樣，在HashMap裏面key是惟一的，當然很適合於構造set集合。等同於用HashMap包裝了次，顯示Set自己的特性。
最後還要提到集合類裏面一個很重要的類:Collections，它有很多自己獨特的靜態方法。當然它主要提供幾種特殊集合(List, Map,Set)，可以調用靜態方法來獲得：Unmodifiable(不可修改集合，不可添加或刪除元素)，Synchronize(保持同步集合，它的基本每個方法都加鎖，防止並發操作)，Checked(聲明之始傳入特定類型，以後的操作都會驗證加入元素是否屬於已定類型)，Singleton(集合中只包含一個元素)。它們都是通過包裝集合類中的抽象類獲得，產生不同的行為。
JAVA的主要集合類的數據結構