Java集合

1. ArrayList

  1. ArrayList不是线程安全的,只能在单线程环境下,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。
  2. ArrayList实现了Serializable接口,因此它支持序列化,能够通过序列化传输,实现了RandomAccess接口,支持快速随机访问,实际上就是通过下标序号进行快速访问,实现了Cloneable接口,能被克隆。
  3. ArrayList是基于数组实现的,是一个动态数组,其容量能自动增长。
  4. 无参构造方法构造的ArrayList的容量默认为10,注意扩充容量的方法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倍加1,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(详见下面的第3点)。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。
  5. .ArrayList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。
  6. 在查找给定元素索引值等的方法中,源码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理,ArrayList中允许元素为null。

2. LinkedList

  1. LinkedList是基于双向循环链表实现的,且头结点中不存放数据,除了可以当作链表来操作外,它还可以当作栈,队列和双端队列来使用。
  2. LinkedList同样是非线程安全的,只在单线程下适合使用。
  3. LinkedList实现了Serializable接口,因此它支持序列化,能够通过序列化传输,实现了Cloneable接口,能被克隆。
  4. 在查找和删除某元素时,源码中都划分为该元素为null和不为null两种情况来处理,LinkedList中允许元素为null。
  5. LinkedList是基于链表实现的,因此不存在容量不足的问题,所以这里没有扩容的方法。
  6. LinkedList是基于链表实现的,因此插入删除效率高,查找效率低

3. Vector

  1. Vector也是基于数组实现的,是一个动态数组,其容量能自动增长,因此是线程安全的。
  2. Vector没有实现Serializable接口,因此它不支持序列化,实现了Cloneable接口,能被克隆,实现了RandomAccess接口,支持快速随机访问。
  3. Vector有四个不同的构造方法。无参构造方法的容量为默认值10,仅包含容量的构造方法则将容量增长量(从源码中可以看出容量增长量的作用,第二点也会对容量增长量详细说)明置为0。
  4. 注意扩充容量的方法ensureCapacityHelper。与ArrayList相同,Vector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,就先看构造方法中传入的容量增长量参数CapacityIncrement是否为0,如果不为0,就设置新的容量为就容量加上容量增长量,如果为0,就设置新的容量为旧的容量的2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),而后同样用Arrays.copyof()方法将元素拷贝到新的数组。
  5. 同样在查找给定元素索引值等的方法中,源码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理,Vector中也允许元素为null。

4. HashMap

  1. HashMap是基于哈希表实现的,每一个元素都是一个key-value对,其内部通过单链表解决冲突问题,容量不足(超过了阈值)时,同样会自动增长。
  2. 非线程安全的,只是用于单线程环境下,多线程环境下可以采用concurrent并发包下的concurrentHashMap。
  3. 实现了Serializable接口,因此它支持序列化,实现了Cloneable接口,能被克隆。
  4. HashMap共有四个构造方法。构造方法中提到了两个很重要的参数:初始容量和加载因子。这两个参数是影响HashMap性能的重要参数,其中容量表示哈希表中槽的数量(即哈希数组的长度),初始容量是创建哈希表时的容量(从构造函数中可以看出,如果不指明,则默认为16),加载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度,当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时,则要对该哈希表进行 resize 操作(即扩容*2)。
    下面说下加载因子,如果加载因子越大,对空间的利用更充分,但是查找效率会降低(链表长度会越来越长);如果加载因子太小,那么表中的数据将过于稀疏(很多空间还没用,就开始扩容了),对空间造成严重浪费。如果我们在构造方法中不指定,则系统默认加载因子为0.75,这是一个比较理想的值,一般情况下我们是无需修改的。
    另外,无论我们指定的容量为多少,构造方法都会将实际容量设为不小于指定容量的2的次方的一个数,且最大值不能超过2的30次方。
    扩容时新建了一个数组,重新进行了reHash。
  5. HashMap中key和value都允许为null。
  6. key为null的键值对永远都放在以table[0]为头结点的链表中,当然不一定是存放在头结点table[0]中。
  7. length取2的整数次幂,是为了使不同hash值发生碰撞的概率较小,这样就能使元素在哈希表中均匀地散列。

5. HashTable

  1. HashTable同样是基于哈希表实现的,同样每个元素都是key-value对,其内部也是通过单链表解决冲突问题,容量不足(超过了阈值)时,同样会自动增长。
  2. Hashtable也是JDK1.0引入的类,是线程安全的,能用于多线程环境中。
  3. Hashtable同样实现了Serializable接口,它支持序列化,实现了Cloneable接口,能被克隆。
  4. HashTable在不指定容量的情况下的默认容量为11,而HashMap为16,Hashtable不要求底层数组的容量一定要为2的整数次幂,而HashMap则要求一定为2的整数次幂。
  5. Hashtable中key和value都不允许为null,但是如果在Hashtable中有类似put(null,null)的操作,编译同样可以通过,因为key和value都是Object类型,但运行时会抛出NullPointerException异常,这是JDK的规范规定的。

6. LinkedHashMap

  1. LinkedHashMap.png
  2. LinkedHashMap可以用来实现LRU算法,同样是非线程安全的,只在单线程环境下使用。
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