Android-Java:常用基本容器學習總結

1.常用容器的總體框架

2.常用容器類的重點

1. ArrayList

https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308556.html

1.1 儲存結構：

value值存在elementData這個Object型別的陣列中，預設容量是10。

1.2 容器特點：

1. ArrayList 是一個數組佇列，相當於 動態陣列。與Java中的陣列相比，它的容量能動態增長。
2. ArrayList 實現java.io.Serializable介面，這意味著ArrayList支援序列化，能通過序列化去傳輸.
3. ArrayList中的操作不是執行緒安全的！所以，建議在單執行緒中才使用ArrayList.

1.3 注意事項：

1. 遍歷ArrayList時，使用隨機訪問(即，通過索引序號訪問)效率最高，而使用迭代器的效率最低
2. ArrayList中的操作不是執行緒安全的！所以，建議在單執行緒中才使用ArrayList.

2. Vector

Vector 是向量佇列，繼承於AbstractList，實現了List, RandomAccess, Cloneable這些介面。
https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308833.html

2.1 儲存結構：

value值存在elementData這個Object型別的陣列中，預設容量是10。

2.2 容器特點：

1. Vector中的操作是執行緒安全的,add(),remove(),clear()等操作均加上了synchronized保護;
   

3. Stack

Stack是繼承Vector來實現，基於Vector的addElement和removeElement來實現push,pop,peek操作，因此Stack也是通過陣列實現的，而非連結串列。

3.1 儲存結構：

實質上還是用的Vector的陣列實現：

3.2 容器特點：

1. Stack實際上也是通過陣列去實現的。
   執行push時(即，將元素推入棧中)，是通過將元素追加的陣列的末尾中。
   執行peek時(即，取出棧頂元素，不執行刪除)，是返回陣列末尾的元素。
   執行pop時(即，取出棧頂元素，並將該元素從棧中刪除)，是取出陣列末尾的元素，然後將該元素從陣列中刪除。
2. Stack繼承於Vector，意味著Vector擁有的屬性和功能，Stack都擁有。

4. HashMap

http://androidxref.com/9.0.0_r3/xref/libcore/ojluni/src/main/java/java/util/HashMap.java

4.1 儲存結構：

JDK1.8 連結串列結構優化為陣列+紅黑樹形式：

Node的結構：
JDK1.8 之前資料+連結串列實現：

陣列是HashMap的主體，連結串列，紅黑樹則是主要為了解決雜湊衝突而存在的，如果定位到的陣列位置不含連結串列或紅黑樹,那麼對於查詢，新增等操作很快，僅需一次定址即可；

如果定位到的陣列包含連結串列，對於新增操作，其時間複雜度為O(n)，首先遍歷連結串列，存在即覆蓋，否則新增；對於查詢操作來講，仍需遍歷連結串列，然後通過key物件的equals方法逐一比對查詢。

所以，效能考慮，HashMap中的連結串列出現越少，效能才會越好。

4.2 容器特點：

1. HashMap執行緒不安全；
2. HashMap可以接受為null的鍵值(key)和值(value)

5. HashTable

HashTable和Hashmap類似，有個HashTableEntry 型別的陣列成員變數table，管理著鍵值對。

Hashtable是synchronized，這意味著Hashtable是執行緒安全的

但是HashTable已經被淘汰了，如果不需要執行緒安全，那麼使用HashMap，如果需要執行緒安全，那麼使用ConcurrentHashMap。

5.1 HashTable方法API：

5.2 容器特點：

1. Hashtable 的函式都是同步的，這意味著它是執行緒安全的。
2. 它的key、value都不可以為null。
3. Hashtable中的對映不是有序的。
4. 該型別已經提示被淘汰，需要執行緒安全的話可以使用ConcurrentHashMap

6. HashSet

1. HashSet是一個集合，集合中不允許出現重複元素。
2. HashSet是基於HashMap實現，HashSet中有一個HashMap的成員變數map，HashSet的Value 值會被以鍵值對<Value，PRESENT>加入到map中，由於HashMap不可以有重複的key，因而實現了set的去重。

6.1 注意事項：

1. HashSet實現了Set介面，它不允許集合中出現重複元素。當我們提到HashSet時，第一件事就是在將物件儲存在HashSet之前，要確保重寫hashCode（）方法和equals（）方法，這樣才能比較物件的值是否相等，確保集合中沒有儲存相同的物件。
   案例：https://www.cnblogs.com/dongying/p/4024519.html

7. ConcurrentHashMap

原理：http://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6842045.html

7.1 儲存結構：

Segmemt：
每個綠色方塊是ConcurrentHashMap的一個Node：

7.2 容器特點：

1.ConcurrentHashMap是執行緒安全的；
1.ConcurrentHashMap不同於HashMap，它既不允許key值為null，也不允許value值為null；
2.HashTable容器的get方法是需要加鎖的，而ConcurrentHashMap的get操作是不加鎖的，原因是它的get方法裡將要使用的共享變數都定義成volatile；
3.在ConcurrentHashMap中，每個hash區間使用的鎖是ReentrantLock；

Android中獨有的：

8. SparseArray

8.1 儲存結構：

8.2 容器特點

1. SparseArray在儲存和讀取資料時候，使用的是二分查詢法；
2. 滿足下面兩個條件我們能夠使用SparseArray取代HashMap：
   a.資料量不大，最好在千級以內;
   b.key必須為int型別，這中情況下的HashMap能夠用SparseArray取代;
3. SparseArray被稱為稀疏陣列，原因是陣列中可能並不是連續儲存著value，remove方法並沒有去直接刪掉元素，而是將這個key指向了DELETED，這時候value失去了引用，如果沒有其它的引用，會在下一次系統記憶體回收的時候被幹掉，或者該key被複用指向新的值，是一個優化；
4. SparseArray不需要開闢記憶體空間來額外儲存外部對映，從而節省記憶體，key為int的時候才能使用，注意是int而不是Integer，這也是sparseArray效率提升的一個點，去掉了Hashmap的裝箱的操作。

9. ArrayMap

https://www.jianshu.com/p/1fb660978b14

9.1資料結構：

1. 資料變數含義：
   （1）mHashes，用於儲存key對應的hashCode；
   （2）mArray，用於儲存鍵值對（key，value），其結構為[key1,value1,key2,value2,key3,value3,…]；
   （3）mBaseCache，快取，如果ArrayMap的資料量從4，增加到8，用該陣列儲存之前使用的mHashes和mArray，這樣如果資料量再變回4的時候，可以再次使用之前的陣列，不需要再次申請空間，這樣節省了一定的時間；
   （4）mTwiceBaseCache，與mBaseCache對應，不過觸發的條件是資料量從8增長到12；
2. allocArrays（）
3. 適用場景：
   a. 資料量不大
   b.空間比時間重要
   c.需要使用Map在Android平臺，相對來說，記憶體容量更寶貴。而且資料量不大。所以當需要使用key是Object型別的Map時，可以考慮使用ArrayMap來替換HashMap
4. 中佔據時間複雜度最多的屬於第一步:確定key的hashCode在mHahses中的索引值。而這一步對mHashes查詢使用的是二分查詢，即Binary Search。所以ArrayMap的查詢時間複雜度為 ‎O(log n);