Java集合（已重写-废弃了）

# 精辟总结

其实各种八股文资料，他也就是围绕着核心知识展开提问的，你只要根据八股文把核心知识提炼出来，形成核心知识体系！

Java集合那是重点中的重点。最基本的概念要懂，核心的概念，那要滚瓜烂熟。

Java集合俩大接口：Collection（子接口List、Set、Queue）、Map

掌握四个接口以及每个接口的重要实现类，再加上一些细节点。

有些压根就是看一下，但是重点就是那几个！！写下来，不断回看。

# 总述对比

0、为啥要使用集合？

使用数组存储对象不灵活。使用集合存储数据大小可变、支持泛型、存在内建算法等，方便。

1、List、Set、Queue、Map区别？

List存储元素有序可重复；
Set存储元素不可重复；
Queue存储元素有序可重复；
Map存储元素key有序不可重复，Value有序可重复，一个键可映射对应多个值。

2、集合底层数据结构说说

List：ArrayList，Vector底层数据结构是Object[]数组；LinkedList是双向链表
Set：HashSet基于HashMap实现，底层是HashMap存数据；LinkedHashSet基于LinkedHashMap实现；TreeSet底层红黑树
Queue：PriorityQueue是Object[]数组实现小顶堆；ArrayDeque为可扩容动态数组
Map：HashMap为数组+链表/红黑树；LinkedHashMap继承HashMap，在此基础上增加了一条双向链表。

3、怎么选择合适的集合？

进行键值对存储，选用Map接口下集合

需要排序选择TreeMap，不需要就选HashMap，要求保证线程安全选ConcurrentHashMap

只存储元素值，选用Collection接口下集合

要求元素唯一（不可重复）选择Set接口下集合，TreeSet、HashSet，不要求就选ArrayList、LinkedList等

# List

++List = ArrayList + LinkedList++

## ArrayList简述

ArrayList基于动态数组实现，根据实际存储的元素动态的扩容缩容；
允许使用泛型确保类型安全；
存储任意类型对象（包括null值），基本数据类型要使用对应的包装类（eg.Integer、Double）；
支持插入删除遍历等操作（eg. add()、remove()）；
创建不需要指定大小

## ArrayList扩容机制

新容量 = 旧容量 * 1.5

触发扩容 -> 新开1.5倍容量 -> 复制 -> 清空原空间 -> 扩容中检查是否超出最大容量限制

## ArrayList插入删除时间复杂度

分析时间复杂度，注意要分类讨论！

插入：

头插元素后移O(n)；尾插不扩容O(1),扩容O(n)；指定位插O(n)

删除：

头删前移O(n)；尾删O(1)；指定删O(n)

## LinkedList为啥不能实现RandomAccess接口？

randomaccess接口是标记接口，表明实现该接口的类支持随机访问（通过索引快速访问元素），

LinkedList底层数据接口是双向链表，内存地址不连续只能通过指针索引，不能随机访问，所以不能实现randomaccess接口。

## ArrayList与LinkedList区别

线程安全：ArrayList与LinkedList都是非同步的，即不保证线程安全；
底层数据结构：ArrayList底层是Object[]数组，LinkedList底层是双向链表；
快速访问：ArrayList支持，而LinkedList不支持；
内存占用：ArrayList内存浪费在List列表尾部预留一定的容量；LinkedList空间花费主要在每一个元素都要存放前驱后继；
插入删除：ArrayList数组存储，插入删除时间复杂度受位置影响；LinkedList链表存储，头部插入删除不受位置影响，指定位置插入删除需要定位后再操作。

# Set

## HashSet如何检查重复

HashSet底层数据结构是哈希表（基于HashMap实现）查重时：

比较哈希码：先计算该元素的哈希码，并查找哈希表中是否存在相同的哈希码；
equals方法比较：若存在相同哈希码，调用equals方法，返回true代表已存在不添加，否则就添加

HashSet添加元素条件：哈希码不同；哈希码相同但equals方法返回false

## Comparable与Comparator区别

实现Comparable接口要重写CompareTo(Object obj)方法，由自定义类内部实现排序方法；

实现Comaprator接口要重写Compare(Object obj1 , Object obj2)方法，由外部定义实现排序

重写Comparable接口的CompareTo方法:

java 复制代码

public  class Person implements Comparable<Person> {
    
    ......
    @Override
    public int compareTo(Person o) {
        if (this.age > o.getAge()) {
            return 1;
        }
        if (this.age < o.getAge()) {
            return -1;
        }
        return 0;
    }
}

重写Compare：

java 复制代码

Collections.sort(arrayList);

// 定制排序的用法
Collections.sort(arrayList, new Comparator<Integer>() {
    @Override
    public int compare(Integer o1, Integer o2) {
        return o2.compareTo(o1);
    }
});

# Map

++Map = HashMap + TreeMap + ConcurrentHashMap++

## hash表基础

计算数组下标：

计算Key的哈希码 hashcode = hsahCode(Key)
计算数组下标 index = hashcode & （Entry.length - 1) || 取余 index = hashcode % (length-1)

左侧一维数组，数组元素内容是指向另一个链式数组的指针。绿色部分是<Key,Value>，绿色部分右侧的白色部分是指向下一对键值对的指针。

hash表的工作原理：

先根据给定的key和散列算法hash()得到具体的散列值hashcode，也就是对应的数组下标。
根据数组下标得到此下标里存储的指针，若指针为空，则不存在这样的键值对，否则根据此指针得到此链式数组。（此链式数组里存放的均为一对对<Key,Value>）。
遍历此链式数组，分别取出Key与给定的Key比较，若找到与给定key相等的Key，即在此hash表中存在此要查找的<Key,Value>键值对，此后便可以对此键值对进行相关操作；若找不到，即为不存在此键值对。

## HashMap底层实现

HashMap基于哈希表的Map接口实现，存储键值对，支持快速插入删除查找；底层数据结构为数组 + 链表/红黑树

具体实现：

put()插入值：jdk1.8之前，底层为数组+链表。HashMap通过hashcode经过扰动函数处理得到hash值，再通过（Entry.length - 1)&hash得到元素存放位置,如果该位置存在元素，就判断该元素与要存入的元素的Key和哈希码hashcode是否相同，相同则直接覆盖，不相同，则通过拉链法解决哈希冲突；

jdk1.8之后，变化就是优化了解决哈希冲突，当链表长度大于阈值（8）这时会判断若当前数组长度小于64先进行数组扩容，不然就将链表转换成红黑树以减少搜索时间。

链表法：将链表和数组结合。创建一个链表数组，数组中每一格就是一个链表，若遇到哈希冲突，就将冲突的值加到链表中即可。

get()取出值也是类似的过程。

## ConcurrentHashMap底层原理

1、整体架构：与HashMap相同数组 + 链表/红黑树

2、基本功能：在HashMap基础上增加了并发安全，并发安全的实现是通过对Node节点加锁来保证数据更新的安全性

性能优化：为了平衡并发性能与数据安全性，jdk1.8之前锁的粒度是segment，jdk1.8之后锁的粒度为Node节点，缩小锁的范围提高并发性能，引入多线程并发扩容

（多线程并发扩容：多个线程对原数组进行分片，分片后每个线程负责一个分片的数据迁移，从而提升扩容效率）