java 集合

参考https://blog.csdn.net/u011240877/category_6447444.html

名称 底层结构 是否线程安全 初始容量 每次扩容 效率 特点 备注 是否有序
Arraylist 数组 否 但可以通过Collections.synchronizedList()实现线程安全 10 1.5 查询 O(1),添加和删除O(n) 查询速度快,效率高,但增删慢,线程不安全。 如果频繁使用查询功能,建议使用数组
LinkedList 双向链表 0 +1 O(n) 增删快,效率高,但是查询慢,线程不安全 如果频繁在任意位置进行增加、删除操作,建议使用双向链表
Vector 数组 10 2 查询快,增删慢 , 线程安全,但是效率低 不建议使用
Stack 数组 10 2 栈是Vector的一个子类,它实现了一个标准的后进先出的栈。 不建议使用
HashSet hashMap 16 2 无序的。不可以存储重复元素。不可以通过索引访问元素。
LinkedHashSet 底层数据结构是哈希表+链表,其中链表应用维持添加次序
TreeSet 二叉树
名称 底层结构 是否线程安全 初始容量 填充因子 每次扩容 效率 特点 备注 是否有序
HashMap 数组和链表JDK 8 后又加了红黑树。 否 但可以通过Collections.synchronizedMap()实现线程安全 16 0.75 2 hash操作的时间复杂度是O(1),equals操作的时间复杂度是O(n) 估算容量少扩容
HashTable 数组和链表 11 0.75 2n+1 加锁了效率低 不推荐使用
ConcurrentHashMap table数组+单向链表+红黑树的结构 16 0.75 2 线程安全 Java 8 中放弃了 Segment 的设计,采用 Node + CAS + synchronized 保证线程安全。
TreeMap 红黑树 - - - 适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)
LinkedHashMap

ArrayList 扩容机制:

jdk1.8的扩容算法:newCapacity = oldCapacity + ( oldCapacity >> 1 ) ; // oldCapacity >> 2 移位运算,此处相当于oldCapacity除以2,但是 >> 这种写法更加高效

jdk1.6的扩容算法:newCapacity = ( oldCapacity * 3 ) / 2 +1 ;

参数介绍:newCapacity 是扩容后的容量大小,oldCapacity 是扩容前的大小
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原文链接:https://blog.csdn.net/yb546822612/article/details/106225049

ArrayList各方法的时间复杂度

add(E e)方法
添加元素到末尾,平均时间复杂度为O(1)。

add(int index, E element)方法
添加元素到指定位置,平均时间复杂度为O(n)。

get(int index)方法
获取指定索引位置的元素,时间复杂度为O(1)。

remove(int index)方法
删除指定索引位置的元素,时间复杂度为O(n)。

remove(Object o)方法
删除指定元素值的元素,时间复杂度为O(n)。
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LinkedList的复杂度?

get() 获取第几个元素,依次遍历,复杂度O(n)
add(E) 添加到末尾,复杂度O(1)
add(index, E) 添加第几个元素后,需要先查找到第几个元素,直接指针指向操作,复杂度O(n) (这个比较容易想错)
remove()删除元素,直接指针指向操作,复杂度O(1)
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Vector扩容机制

jdk1.8的扩容算法:newCapacity = oldCapacity + ( ( capacityIncrement > 0 ) ? capacityIncrement : oldCapacity );

jdk1.6的扩容算法:newCapacity = ( capacityIncrement > 0 ) ? ( oldCapacity + capacityIncrement ) : ( oldCapacity * 2 );

参数介绍:capacityIncrement 是容量修正(即容量新增大小),没有设置,默认为0 ,newCapacity 是扩容后的容量大小,oldCapacity 是扩容前的大小

一观察,就会发现1.6与1.8的写法变化不大,但是仔细一分析,就会发现jdk1.6中有使用乘法运算,即 oldCapacity * 2。 在jdk1.8中换成了加法运算,这是因为乘法的效率是低于加法的,这应该算法的优化。
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HashMap 实现原理和特点

HashMap 的特点
结合平时使用,可以了解到 HashMap 大概具有以下特点:

  1. 底层实现是 链表数组,JDK 8 后又加了 红黑树
    实现了 Map 全部的方法
  2. key 用 Set 存放,所以想做到 key 不允许重复,key 对应的类需要重写 hashCode 和 equals 方法
  3. 允许空键和空值(但空键只有一个,且放在第一位,下面会介绍)
  4. 元素是无序的,而且顺序会不定时改变
  5. 插入、获取的时间复杂度基本是 O(1)(前提是有适当的哈希函数,让元素分布在均匀的位置)
  6. 遍历整个 Map 需要的时间与 桶(数组) 的长度成正比(因此初始化时 HashMap 的容量不宜太大)
  7. 两个关键因子:初始容量、加载因子
    除了不允许 null 并且同步,Hashtable 几乎和他一样。
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    image.png

注意

1、哈希冲突百分百的类

    /**
    测试哈希冲突的类,所有的对象都返回同样的hash值
   **/
    public static class Student{
        private String name;
        Student(String name){
            this.name = name;
        }
 
        @Override
        public int hashCode(){
            return 1;
        }
 
        @Override
        public boolean equals(Object obj){
            if(this == obj){
                return true;
            }
            if(obj == null){
                return false;
            }
            return this.name.equals(((Student)obj).name);
        }
    }

2、我们在实际使用hashmap时需要确保实现hashcode方法以及equals方法,否则不能作为hashmap的键值

3、在设置hashmap的键值hashcode方法时尽量保证较好的离散型

4、hashmap的键值需保证equals方法返回true时,hashcode必须相同,所以在实际中经常使用的键值类string,重写了equals以及hashcode方法
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HashMap 优化

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