网站开发项目的部署,太原做网站费用,外贸用免费网站推广 有效果,安康网站建设公司电话Java集合Java集合框架#xff1a;是一种工具类#xff0c;就像是一个容器可以存储任意数量的具有共同属性的对象。Java集合中成员很丰富#xff0c;常用的集合有ArrayList#xff0c;HashMap#xff0c;HashSet等。线程安全的有Vector#xff0c;HashTable。线程不安全的…Java集合Java集合框架是一种工具类就像是一个容器可以存储任意数量的具有共同属性的对象。Java集合中成员很丰富常用的集合有ArrayListHashMapHashSet等。线程安全的有VectorHashTable。线程不安全的有LinkedListTreeMapArrayListHashMap等等。集合中用到的数据结构有以下几种数组最常用的数据结构之一。数组的特点是长度固定可以用下标索引并且所有的元素的类型都是一致的。使用时尽量把数组封装在一个类里防止数据被错误的操作弄乱。链表是一种由多个节点组成的数据结构并且每个节点包含有数据以及指向下一个节点的引用在双向链表里还会有一个指向前一个节点的引用。例如可以用单向链表和双向链表来实现堆栈和队列因为链表的两端都是可以进行插入和删除的动作的。当然也会有在链表的中间频繁插入和删除节点的场景。树是一种由节点组成的数据结构每个节点都包含数据元素并且有一个或多个子节点每个子节点指向一个父节点可以表示层级关系或者数据元素的顺序关系。如果树的每个子节点最多有两个叶子节点那么这种树被称为二叉树。二叉树是一种非常常用的树形结构 因为它的这种结构使得节点的插入和删除都非常高效。树的边表示从一个节点到另外一个节点的快捷路径。堆栈只允许对最后插入的元素进行操作(也就是后进先出Last In First Out – LIFO)。如果你移除了栈顶的元素那么你可以操作倒数第二个元素依次类推。这种后进先出的方式是通过仅有的peek(),push()和pop()这几个方法的强制性限制达到的。这种结构在很多场景下都非常实用例如解析像(42)*3这样的数学表达式把源码中的方法和异常按照他们出现的顺序放到堆栈中检查你的代码看看小括号和花括号是不是匹配的等等。队列和堆栈有些相似不同之处在于在队列里第一个插入的元素也是第一个被删除的元素(即是先进先出)。这种先进先出的结构是通过只提供peek()offer()和poll()这几个方法来访问数据进行限制来达到的。例如排队等待公交车银行或者超市里的等待列队等等都是可以用队列来表示。Java集合框架图Collection如上图所示Collection接口是最基本的集合接口它不提供直接的实现Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如ListSet和Queue。Collection所代表的是一种规则它所包含的元素都必须遵循一条或者多条规则。如有些允许出现重复元素而有些则不允许重复、有些必须要按照顺序插入而有些则是散列有些支持排序但是有些则不支持等等。ListList接口是Collection接口下的子接口。List所代表的是有序的Collection即它用某种特定的插入顺序来维护元素顺序。用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制同时可以根据元素的整数索引(在列表中的位置)访问元素并搜索列表中的元素。实现List接口的集合主要有ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。ArrayListArrayList基于数组实现可以通过下标索引直接查找到指定位置的元素因此查找效率高但每次插入或删除元素就要大量地移动元素插入删除元素的效率低。它允许任何符合规则的元素插入甚至包括null。每一个ArrayList都有一个初始容量(10)该容量代表了数组的大小。随着容器中的元素不断增加容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素的同时都会进行容量检查当快溢出时就会进行扩容操作(扩容1.5倍)。所以如果我们明确所插入元素的多少最好指定一个初始容量值避免过多的进行扩容操作而浪费时间、效率。ArrayList擅长于随机访问。同时ArrayList是非同步的只能用在单线程环境下多线程环境下可以考虑用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安全的ArrayList类也可以使用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。扩充容量的方法ensureCapacity。ArrayList在每次增加元素(可能是1个也可能是一组)时都要调用该方法来确保足够的容量。当容量不足以容纳当前的元素个数时就设置新的容量为旧的容量的1.5倍如果设置后的新容量还不够则直接新容量设置为传入的参数(也就是所需的容量)而后用Arrays.copyof()方法将元素拷贝到新的数组。从中可以看出当容量不够时每次增加元素都要将原来的元素拷贝到一个新的数组中非常之耗时也因此建议在事先能确定元素数量的情况下才使用ArrayList否则建议使用LinkedList。ArrayList的具体实现请参考这里LinkedListLinkedList同样实现List接口与ArrayList不同的是LinkedList是基于双向链表实现的可以在任何位置进行高效地插入和移除操作。但是LinkedList不能随机访问它所有的操作都是要按照双重链表的需要执行。在列表中索引的操作将从开头或结尾遍历列表(从靠近指定索引的一端)。这样做的好处就是可以通过较低的代价在List中进行插入和删除操作。与ArrayList一样LinkedList也是非同步的。如果多个线程同时访问一个List则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的ListList list Collections.synchronizedList(new LinkedList(…));LinkedList的具体实现请参考这里Vector与ArrayList相似但是Vector是同步的。所以说Vector是线程安全的动态数组。它的操作与ArrayList几乎一样。Vector的具体实现请参考这里StackStack继承自Vector实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop 方法还有peek方法得到栈顶的元素empty方法测试堆栈是否为空search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。Stack的具体实现请参考这里SetSet接口继承了Collection接口。Set集合中不能包含重复的元素每个元素必须是唯一的。你只需将元素加入set中重复的元素会自动移除。有三种常见的Set实现——HashSet, TreeSet和LinkedHashSet。如果你需要一个访问快速的Set你应该使用HashSet当你需要一个排序的Set你应该使用TreeSet当你需要记录下插入时的顺序时你应该使用LinedHashSet。HashSetHashSet是是基于 HashMap 实现的底层采用 HashMap 来保存元素,所以它不保证set 的迭代顺序特别是它不保证该顺序恒久不变。add()、remove()以及contains()等方法都是复杂度为O(1)的方法。由于HashMap中key不可重复所以HashSet元素不可重复。可以存储null元素是线程不安全的。TreeSetTreeSet是一个有序集基于TreeMap实现是线程不安全的。TreeSet底层采用TreeMap存储构造器启动时新建TreeMap。TreeSet存储元素实际为TreeMap存储的键值对为的key;PRESENT为固定对象private static final Object PRESENT new Object().TreeSet支持两种两种排序方式通过不同构造器调用实现自然排序public TreeSet() { // 新建TreeMap自然排序 this(new TreeMap());}Comparator排序public TreeSet(Comparator super E comparator) { // 新建TreeMap传入自定义比较器comparator this(new TreeMap(comparator));}TreeSet支持正向/反向迭代器遍历和foreach遍历// 顺序TreeSet迭代器实现Iterator iter set.iterator();while (iter.hasNext()) { System.out.println(iter.next());}// 顺序遍历TreeSetforeach实现for (Integer i : set) { System.out.println(i);}// 逆序遍历TreeSet反向迭代器实现Iterator iter1 set.descendingIterator();while (iter1.hasNext()) { System.out.println(iter1.next());}LinkedHashSetLinkedHashSet介于HashSet和TreeSet之间。哈希表和链接列表实现。基本方法的复杂度为O(1)。LinkedHashSet 是 Set 的一个具体实现其维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序该迭代顺序可为插入顺序或是访问顺序。LinkedHashSet 继承于 HashSet并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 Hashmap 实现的一样。如果我们需要迭代的顺序为插入顺序或者访问顺序那么 LinkedHashSet 是需要你首先考虑的。LinkedHashSet 底层使用 LinkedHashMap 来保存所有元素因为继承于 HashSet所有的方法操作上又与 HashSet 相同因此 LinkedHashSet 的实现上非常简单只提供了四个构造方法并通过传递一个标识参数调用父类的构造器底层构造一个 LinkedHashMap 来实现在相关操作上与父类 HashSet 的操作相同直接调用父类 HashSet 的方法即可。package java.util;public class LinkedHashSet extends HashSet implements Set, Cloneable, java.io.Serializable { private static final long serialVersionUID -2851667679971038690L; /** * 构造一个带有指定初始容量和加载因子的空链表哈希set。 * * 底层会调用父类的构造方法构造一个有指定初始容量和加载因子的LinkedHashMap实例。 * param initialCapacity 初始容量。 * param loadFactor 加载因子。 */ public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) { super(initialCapacity, loadFactor, true); } /** * 构造一个指定初始容量和默认加载因子0.75的新链表哈希set。 * * 底层会调用父类的构造方法构造一个指定初始容量和默认加载因子0.75的LinkedHashMap实例。 * param initialCapacity 初始容量。 */ public LinkedHashSet(int initialCapacity) { super(initialCapacity, .75f, true); } /** * 构造一个默认初始容量16和加载因子0.75的新链表哈希set。 * * 底层会调用父类的构造方法构造一个默认初始容量16和加载因子0.75的LinkedHashMap实例。 */ public LinkedHashSet() { super(16, .75f, true); } /** * 构造一个与指定collection中的元素相同的新链表哈希set。 * * 底层会调用父类的构造方法构造一个足以包含指定collection * 中所有元素的初始容量和加载因子为0.75的LinkedHashMap实例。 * param c 其中的元素将存放在此set中的collection。 */ public LinkedHashSet(Collection extends E c) { super(Math.max(2*c.size(), 11), .75f, true); addAll(c); } Override public Spliterator spliterator() { return Spliterators.spliterator(this, Spliterator.DISTINCT | Spliterator.ORDERED); }}通过观察HashMap的源码我们可以发现:Hash Map的前三个构造函数即访问权限为public类型的构造函数均是以HashMap作为实现。而以LinkedHashMap作为实现的构造函数的访问权限是默认访问权限即包内访问权限。即在java编程中通过new创建的HashSet对象均是以HashMap作为实现基础。只有在jdk中java.util包内的源代码才可能创建以LinkedHashMap作为实现的HashSet(LinkedHashSet就是通过封装一个以LinkedHashMap为实现的HashSet来实现的)。只有包含三个参数的构造函数才是采用的LinkedHashMap作为实现。MapMap与List、Set接口不同它是由一系列键值对组成的集合提供了key到Value的映射。同时它也没有继承Collection。在Map中它保证了key与value之间的一一对应关系。也就是说一个key对应一个value所以它不能存在相同的key值当然value值可以相同。key可以为空但是只允许出现一个null。它的主要实现类有HashMap、HashTable、LinkedHashMap、TreeMap。HashMapHashMap 是 Map 的一个实现类它代表的是一种键值对的数据存储形式。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。遇到key为null的时候调用putForNullKey方法进行处理而对value没有处理。不保证有序(比如插入的顺序)、也不保证序不随时间变化。jdk 8 之前其内部是由数组链表来实现的而 jdk 8 对于链表长度超过 8 的链表将转储为红黑树。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。hash数组的默认大小是16而且大小一定是2的指数HashMap的具体实现请参考这里HashTableHashtable和HashMap一样也是散列表存储元素也是键值对底层实现是一个Entry数组链表。Hashtable继承于Dictionary类(Dictionary类声明了操作键值对的接口方法)实现Map接口(定义键值对接口)。HashTable是线程安全的它的大部分类都被synchronized关键字修饰。key和value都不可为null。hash数组默认大小是11扩充方式是old*21LinkedHashMapLinkedHashMap继承自HashMap实现了Map接口。基本实现同HashMap一样(底层基于数组链表红黑树实现)不同之处在于LinkedHashMap保证了迭代的有序性。其内部维护了一个双向链表解决了 HashMap不能随时保持遍历顺序和插入顺序一致的问题。除此之外LinkedHashMap对访问顺序也提供了相关支持。在一些场景下该特性很有用比如缓存。在实现上LinkedHashMap很多方法直接继承自HashMap仅为维护双向链表覆写了部分方法。默认情况下LinkedHashMap的迭代顺序是按照插入节点的顺序。也可以通过改变accessOrder参数的值使得其遍历顺序按照访问顺序输出。LinkedHashMap的具体实现请参考这里TreeMapTreeMap继承自AbstractMap抽象类并实现了SortedMap接口如下图所示TreeMap集合是基于红黑树(Red-Black tree)的 NavigableMap实现。该集合最重要的特点就是可排序该映射根据其键的自然顺序进行排序或者根据创建映射时提供的 Comparator 进行排序具体取决于使用的构造方法。关于集合的常见问题List和Map的区别都是Java常用的容器都是接口。不同的是List存储的是单列的集合Map存储的是key-value键值对的集合。List中允许出现重复元素Map中不允许key重复。List集合是有序的(储存有序)Map集合是无序的(存储无序)Set中的元素不能重复如何实现Set大多都用的Map接口的实现类来实现的(HashSet基于HashMap实现TreeSet基于TreeMap实现LinkedHashSet基于LinkedHashMap实现)在HashMap中通过如下实现来保证key值唯一// 1. 如果key 相等 if (p.hash hash ((k p.key) key || (key ! null key.equals(k)))) e p;// 2. 修改对应的value if (e ! null) { // existing mapping for key V oldValue e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue null) e.value value; afterNodeAccess(e); return oldValue; }添加元素的时候如果key(也对应的Set集合的元素)相等那么则修改value值。而在Set集合中value值仅仅是一个Object对象罢了(该对象对Set本身而言是无用的)。也就是说Set集合如果添加的元素相同时是根本没有插入的(仅修改了一个无用的value值)。从源码(HashMap)中也看出来和equals()方法都有使用Vector和ArrayList相同点这两个类都实现了List接口他们都是有序的集合(储存有序)底层都用数组实现。可以通过索引来获取某个元素。允许元素重复和出现null值。ArrayList和Vector的迭代器实现都是fail-fast的。不同点vector是线程同步的所以它也是线程安全的而arraylist是线程异步的是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素一般用arraylist效率比较高。扩容时arraylist扩容1.5倍vector扩容2倍(或者扩容指定的大小)ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素都允许直接序号索引元素但是插入数据要设计到数组元素移动等内存操作所以索引数据快插入数据慢Vector由于使用了synchronized方法(线程安全)所以性能上比ArrayList要差LinkedList使用双向链表实现存储按序号索引数据需要进行向前或向后遍历但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可所以插入数度较快Aarraylist和LinkedlistArrayList是基于数组实现的LinkedList基于双向链表实现的。ArrayList它支持以下标位置进行索引出对应的元素(随机访问)而LinkedList则需要遍历整个链表来获取对应的元素。因此一般来说ArrayList的访问速度是要比LinkedList要快的ArrayList由于是数组对于删除和修改而言消耗是比较大(复制和移动数组实现)LinkedList是双向链表删除和修改只需要修改对应的指针即可消耗是很小的。因此一般来说LinkedList的增删速度是要比ArrayList要快的LinkedList比ArrayList消耗更多的内存因为LinkedList中的每个节点存储了前后节点的引用。对于增加/删除元素操作如果增删都是在末尾来操作(每次调用的都是remove()和add())此时ArrayList就不需要移动和复制数组来进行操作了。如果数据量有百万级的时速度是会比LinkedList要快的。如果删除操作的位置是在中间。由于LinkedList的消耗主要是在遍历上ArrayList的消耗主要是在移动和复制上(底层调用的是arraycopy()方法是native方法)。LinkedList的遍历速度是要慢于ArrayList的复制移动速度的如果数据量有百万级的时还是ArrayList要快。哪些集合类提供对元素的随机访问ArrayList、HashMap、TreeMap和HashTable类提供对元素的随机访问。Enumeration和Iterator接口的区别Enumeration的速度是Iterator的两倍也使用更少的内存。Enumeration是非常基础的也满足了基础的需要。但是与Enumeration相比Iterator更加安全因为当一个集合正在被遍历的时候它会阻止其它线程去修改集合。Iterator的方法名比Enumeration更科学Iterator有fail-fast机制比Enumeration更安全Iterator能够删除元素Enumeration并不能删除元素Iterater和ListIterator之间有什么区别我们可以使用Iterator来遍历Set和List集合而ListIterator只能遍历List。Iterator只可以向前遍历而LIstIterator可以双向遍历。ListIterator从Iterator接口继承然后添加了一些额外的功能比如添加一个元素、替换一个元素、获取前面或后面元素的索引位置。Java中HashMap的key值要是为类对象则该类需要满足什么条件需要同时重写该类的hashCode()方法和它的equals()方法。从源码可以得知在插入元素的时候是先算出该对象的hashCode。如果hashcode相等话的。那么表明该对象是存储在同一个位置上的。如果调用equals()方法两个key相同则替换元素如果调用equals()方法两个key不相同则说明该hashCode仅仅是碰巧相同此时是散列冲突将新增的元素放在桶子上重写了equals()方法就要重写hashCode()的方法。因为equals()认定了这两个对象相同而同一个对象调用hashCode()方法时是应该返回相同的值的HashSet与HashMapHashSet 实现了 Set 接口它不允许集合中有重复的值当我们提到 HashSet 时第一件事情就是在将对象存储在 HashSet 之前要先确保对象重写 equals()和 hashCode()方法这样才能比较对象的值是否相等以确保set中没有储存相等的对象。如果我们没有重写这两个方法将会使用这个方法的默认实现。public boolean add(Object o)方法用来在 Set 中添加元素当元素值重复时则会立即返回 false如果成功添加的话会返回 true。HashMap 实现了 Map 接口Map 接口对键值对进行映射。Map 中不允许重复的键。Map 接口有两个基本的实现HashMap 和 TreeMap。TreeMap 保存了对象的排列次序而 HashMap 则不能。HashMap 允许键和值为 null。HashMap 是非 synchronized 的但 collection 框架提供方法能保证 HashMap synchronized这样多个线程同时访问 HashMap 时能保证只有一个线程更改 Map。public Object put(Object Key,Object value)方法用来将元素添加到 map 中。|HashMap | HashSet || :---: | :---: || HashMap实现了Map接口 | HashSet实现了Set接口|| HashMap储存键值对 | HashSet仅仅存储对象 || 使用put()方法将元素放入map中 | 使用add()方法将元素放入set中|| HashMap中使用键对象来计算hashcode值 | HashSet使用成员对象来计算hashcode值对于两个对象来说hashcode可能相同所以equals()方法用来判断对象的相等性如果两个对象不同的话那么返回false |hashtable与hashmap相同点储存结构和实现基本相同都是是实现的Map接口不同点HashTable是同步的HashMap是非同步的需要同步的时候可以ConcurrentHashMap方法HashMap允许为nullHashTable不允许为null继承不同HashMap继承的是AbstractMapHashTable继承的是DictionaryHashMap提供对key的Set进行遍历因此它是fail-fast的但HashTable提供对key的Enumeration进行遍历它不支持fail-fast。HashTable是一个遗留类如果需要保证线程安全推荐使用CocurrentHashMapHashMap与TreeMapHashMap通过hashcode对其内容进行快速查找而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap(HashMap中元素的排列顺序是不固定的)。HashMap中元素的排列顺序是不固定的)。在Map 中插入、删除和定位元素HashMap 是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和 equals()的实现。 这个TreeMap没有调优选项因为该树总处于平衡状态。集合框架中的泛型有什么优点Java1.5引入了泛型所有的集合接口和实现都大量地使用它。泛型允许我们为集合提供一个可以容纳的对象类型因此如果你添加其它类型的任何元素它会在编译时报错。这避免了在运行时出现ClassCastException因为你将会在编译时得到报错信息。泛型也使得代码整洁我们不需要使用显式转换和instanceOf操作符。它也给运行时带来好处因为不会产生类型检查的字节码指令。comparable 和 comparator的不同之处comparable接口实际上是出自java.lang包它有一个 compareTo(Object obj)方法来将objects排序comparator接口实际上是出自 java.util 包它有一个compare(Object obj1, Object obj2)方法来将objects排序如何保证一个集合线程安全Vector, Hashtable, Properties 和 Stack 都是同步的类所以它们都线程安全的可以被使用在多线程环境中使用Collections.synchronizedList(list)) 方法可以保证list类是线程安全的使用java.util.Collections.synchronizedSet()方法可以保证set类是线程安全的。TreeMap和TreeSet在排序时如何比较元素Collections工具类中的sort()方法如何比较元素TreeSet要求存放的对象所属的类必须实现Comparable接口该接口提供了比较元素的compareTo()方法当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。TreeMap要求存放的键值对映射的键必须实现Comparable接口从而根据键对元素进行排序。Collections工具类的sort方法有两种重载的形式第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现Comparable接口以实现元素的比较第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较但是要求传入第二个参数参数是Comparator接口的子类型(需要重写compare方法实现元素的比较)相当于一个临时定义的排序规则其实就是通过接口注入比较元素大小的算法也是对回调模式的应用(Java中对函数式编程的支持)。什么是Java优先级队列Java PriorityQueue是一个数据结构它是Java集合框架的一部分。 它是一个队列的实现其中元素的顺序将根据每个元素的优先级来决定。 实例化PriorityQueue时可以在构造函数中提供比较器。 该比较器将决定PriorityQueue集合实例中元素的排序顺序。Java hashCode()和equals()方法。equals()方法用于确定两个Java对象的相等性。 当我们有一个自定义类时我们需要重写equals()方法并提供一个实现以便它可以用来找到它的两个实例之间的相等性。 通过Java规范equals()和hashCode()之间有一个契约。 它说“如果两个对象相等即obj1.equals(obj2)为true那么obj1.hashCode()和obj2.hashCode()必须返回相同的整数”无论何时我们选择重写equals()我们都必须重写hashCode()方法。 hashCode()用于计算位置存储区和key。