Java基礎之集合類如ArrayList、LinkedList、HashMap、HashTable的區別
ArrayList是一個動態陣列,有下標
LinkedList是一個雙向連結串列,一個指標指向下一個
相同點:都繼承自Collections類,放動態資料。
不同點:
後者有指標,增加一個數據,只用斷開一個連線,分別將新資料連上
刪除一個數據,區別在於如果這個資料位於陣列中間,後者只用查到該資料,斷開一個連線,將兩邊的資料連上;
而前者需要將後面所有資料移位
修改,對於後者來說,就是刪除+增加;而後者需要移位。
查詢,前者通過下標查詢方便,後者需要一個指標指向下一個指標來尋找資料,比較慢。
offer==add:新增一個值到尾部,offer是使用add方法實現的。
peek:獲得第1個值。
pop:獲得第1個值並刪除。
poll:獲得第1個值並刪除,與pop不同的是如果第1個值為null,pop丟擲NoSuchElementException,而poll僅返回null。
Vector使用陣列實現,其實跟ArrayList一樣,區別僅在於實現同步,即不同執行緒可以共用一個數據。但它不會對遍歷如iterator加鎖,僅set、get、remove等常用操作加鎖,在這一點上HashTable同理。
HashMap底層使用陣列+連結串列實現,同一個鍵可以放多個值,但取出的是最後一個,非同步,允許放空值空鍵
HashTable與HashMap一樣,唯一不同就是,它是執行緒安全的,put、get等操作都加鎖,且不允許空值空鍵。
查詢都根據key的hash來定位陣列的下標。
LinkedHashMap與LinkedArrayList原理相似,可以放空值空鍵,非同步;相比HashMap是個單向連結串列來講,它是個雙向連結串列,可以不像單向連結串列一樣從頭開始查詢資料,是單向連結串列的升級;缺點:保留原值。
我們能否讓HashMap同步?可以通過下面語句同步:
Map map=Collections.sychronizedMap(hashmap);
如果要完全的執行緒安全可以考慮CopyOnWriteArrayList和ConcurrentHashMap。它們使用volatile和synchronzied來保持同步。
Collections.unmodifiableList(list);
上面的方法可使當前list無法再新增物件,保持資料傳遞的安全性。Android提供一個新的API:SpareArray,來替換ArrayList,特點不存空值,在跟下標有關的操作中,都會執行一遍回收操作,將空值移除提高查詢和增加效率。Hash:指標對一段資料做的指紋(fingerprint)或者叫摘要(diget),用於快速查詢。hash一般保證值不相等,防止暴力碰撞和篡改; 如果值相等,則需要繼續當前演算法,直到不等為止(再雜湊法),還有開放定址法、再建公共溢位區法等等。常見的hash演算法有Md5和Sha等。
比如HashMap,查詢時不是比較key,而是比較key的hash值,則速度更快。
再比如ArrayMap,使用陣列結構,儲存hash陣列和value陣列。put時,根據key和key得到的hash,來設計value的儲存位置index,然後把舊值返回,將新的value存入; get時,根據key和key得到的hash,計算出index,從value陣列中取得目標value。
最簡單的就是String物件裡的hashCode演算法:
public static int hashCode(char[] value) { int h = hash; if (h == 0 && value.length > 0) { char val[] = value; for (int i = 0; i < value.length; i++) { h = 31 * h + val[i]; } hash = h; } return h; }
TreeSet、TreeMap是自動排序的,TreeSet使用TreeMap來實現。
TreeSet:
public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable { /** * The backing map. */ private transient NavigableMap<E,Object> m;
public boolean add(E e) { return m.put(e, PRESENT)==null; }
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException { // Read in any hidden stuff s.defaultReadObject(); // Read in Comparator @SuppressWarnings("unchecked") Comparator<? super E> c = (Comparator<? super E>) s.readObject(); // Create backing TreeMap TreeMap<E,Object> tm = new TreeMap<>(c); m = tm; // Read in size int size = s.readInt(); tm.readTreeSet(size, s, PRESENT); }
TreeMap: 通過Comparator介面實現升級排序
public V put(K key, V value) { TreeMapEntry<K,V> t = root; if (t == null) { // We could just call compare(key, key) for its side effect of checking the type and // nullness of the input key. However, several applications seem to have written comparators // that only expect to be called on elements that aren't equal to each other (after // making assumptions about the domain of the map). Clearly, such comparators are bogus // because get() would never work, but TreeSets are frequently used for sorting a set // of distinct elements. // // As a temporary work around, we perform the null & instanceof checks by hand so that // we can guarantee that elements are never compared against themselves. // // compare(key, key); // // **** THIS CHANGE WILL BE REVERTED IN A FUTURE ANDROID RELEASE **** if (comparator != null) { if (key == null) { comparator.compare(key, key); } } else { if (key == null) { throw new NullPointerException("key == null"); } else if (!(key instanceof Comparable)) { throw new ClassCastException( "Cannot cast" + key.getClass().getName() + " to Comparable."); } } root = new TreeMapEntry<>(key, value, null); size = 1; modCount++; return null; } int cmp; TreeMapEntry<K,V> parent; // split comparator and comparable paths Comparator<? super K> cpr = comparator; if (cpr != null) { do { parent = t; cmp = cpr.compare(key, t.key); if (cmp < 0) t = t.left; else if (cmp > 0) t = t.right; else return t.setValue(value); } while (t != null); } else { if (key == null) throw new NullPointerException(); @SuppressWarnings("unchecked") Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key; do { parent = t; cmp = k.compareTo(t.key); if (cmp < 0) t = t.left; else if (cmp > 0) t = t.right; else return t.setValue(value); } while (t != null); } TreeMapEntry<K,V> e = new TreeMapEntry<>(key, value, parent); if (cmp < 0) parent.left = e; else parent.right = e; fixAfterInsertion(e); size++; modCount++; return null; }
附Java層次關係圖:
如圖所示:圖中,實線邊框的是實現類,折線邊框的是抽象類,而點線邊框的是介面
有關集合類的排序和其他介紹請移步: