Java容器

介绍:Java容器主要包括collection和map两种,Collection 存储着对象的集合,而 Map 存储着键值对(两个对象)的映射表

collection

在这里插入图片描述
Collcetion集合存储对象要求对象所在的类重写equals方法

list

存储的数据特点:存储序的、可重复的数据。
实现类:ArrayList:作为List接口的主要实现类;线程不安全的,效率高;底层使用Object[] elementData存储
LinkedList:对于频繁的插入、删除操作,使用此类效率比ArrayList高;底层使用双向链表存储
Vector:作为List接口的古老实现类;线程安全的,效率低;底层使用Object[] elementData存储
ArrayList jdk1.8和jdk1.7改变

  1. ArrayList arrayList=new ArrayList();
    在jdk7底层创建了长度为10的object[]数组elementData。
    在jdk8底层Object[] elementData初始化为{}.并没创建长度为10的数组,当第一次调用add方法时创建长度为10的数组。
  2. add()
    在jdk7底层当add导致数组容量不够则会进行扩容,扩容为原来数组的1.5倍,同时将原数组复制到新的数组。
    在jdk8底层只有在第一次调用add方法时创建长度为10的数组,后续操作与jdk7无异。
    LinkedList底层实现
    底层基于双向链表实现
    在这里插入图片描述
    Vector的源码分析:
    jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时,底层都创建了长度为10的数组。
    在扩容方面,默认扩容为原来的数组长度的2倍。

set

存储的数据特点:无序的、不可重复的元素
要求:向Set(主要指:HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据,其所在的类一定要重写hashCode()和equals()
元素添加过程:(以HashSet为例)
我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法,计算元素a的哈希值,
此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置(即为:索引位置,判断
数组此位置上是否已经元素:
如果此位置上没其他元素,则元素a添加成功。 —>情况1
如果此位置上其他元素b(或以链表形式存在的多个元素,则比较元素a与元素b的hash值:
如果hash值不相同,则元素a添加成功。—>情况2
如果hash值相同,进而需要调用元素a所在类的equals()方法:
equals()返回true,元素a添加失败
equals()返回false,则元素a添加成功。—>情况3

对于添加成功的情况2和情况3而言:元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
jdk 7 :元素a放到数组中,指向原来的元素。
jdk 8 :原来的元素在数组中,指向元素a

HashSet底层:数组+链表的结构。(前提:jdk7)

TreeSet的使用
使用说明:
1.向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象。
要求对象实现comparable接口或者使用comparator
两种方法详解

map

常用实现类:HashMap,Hashtable,CurrentHashMap
HashMap:作为Map的主要实现类;线程不安全的,效率高;存储null的key和value
LinkedHashMap:继承HashMap实现Map接口保证在遍历map元素时,可以照添加的顺序实现遍历。
原因:在原的HashMap底层结构基础上,添加了一对指针,指向前一个和后一个元素。
对于频繁的遍历操作,此类执行效率高于HashMap。
TreeMap:保证照添加的key-value对进行排序,实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排, 底层使用红黑树
Hashtable:作为古老的实现类;线程安全的,效率低;不能存储null的key和value
Properties:继承Hashtable,常用来处理配置文件。key和value都是String类型
Map中的key:无序的、不可重复的,使用Set存储所的key —> key所在的类要重写equals()和hashCode() (以HashMap为例)
Map中的value:无序的、可重复的,使用Collection存储所的value —>value所在的类要重写equals()
一个键值对:key-value构成了一个Entry对象。
Map中的entry:无序的、不可重复的,使用Set存储所的entry
内存结构说明
HashMap在jdk7中实现原理:
HashMap map = new HashMap():
在实例化以后,底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
可能已经执行过多次put
map.put(key1,value1):
1.首先,调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值,此哈希值经过某种算法计算以后,得到在Entry数组中的存放位置。
2.如果此位置上的数据为空,此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
3.如果此位置上的数据不为空,(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值:
4. 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同,此时key1-value1添加成功。----情况2
5.如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同,继续比较:调用key1所在类的equals(key2)方法,比较:
6. 如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
7.如果equals()返回true:使用value1替换value2。

 补充:关于情况2和情况3:此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。

 在不断的添加过程中,会涉及到扩容问题,当超出临界值(且要存放的位置非空)时,扩容。默认的扩容方式:扩容为原来容量的2倍,并将原的数据复制过来。

HashMap在jdk8中相较于jdk7在底层实现方面的不同:

  1. new HashMap():底层没创建一个长度为16的数组
  2. jdk 8底层的数组是:Node[],而非Entry[]
  3. 首次调用put()方法时,底层创建长度为16的数组
  4. jdk7底层结构只:数组+链表。jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树。
    4.1 形成链表时,七上八下(jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8:旧的元素指向新的元素)
    4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时,此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。

HashMap底层典型属性的属性的说明:
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量,16
DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子:0.75
threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子:16 * 0.75 => 12
TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8
MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64
LinkedHashMap的底层实现原理
LinkedHashMap底层使用的结构与HashMap相同,因为LinkedHashMap继承于HashMap.
区别就在于:LinkedHashMap内部提供了Entry,替换HashMap中的Node.
HashMap内部类

LinkedHashMap内部类
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TreeMap的使用
向TreeMap中添加key-value,要求key必须是由同一个类创建的对象
因为要照key进行排序:排序详情


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