Java中的集合框架基本理解

List、Set、Map综述

List(顺序，可重复)：List接口存储一组不唯一（可以有多个元素引用相同的对象），有序的对象
Set(无序，不重复)：不允许重复的集合。不会有多个元素引用相同的对象。
Map(键值对)：使用键值对存储。Map会维护与Key有关联的值。两个Key可以引用相同的对象，但Key不能重复，典型的Key是String类型，但也可以是任何对象。

一、Arraylist 与 LinkedList 区别

是否保证线程安全： ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；
底层数据结构： Arraylist 底层使用的是 Object 数组；LinkedList 底层使用的是双向链表数据结构；
插入和删除是否受元素位置的影响： ArrayList 采用数组存储，所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。LinkedList 采用链表存储，所以插入，删除元素时间复杂度不受元素位置的影响，都是近似 O(1)而数组为近似 O(n)。
是否支持快速随机访问： LinkedList 不支持高效的随机元素访问，而 ArrayList 支持；
内存空间占用： ArrayList的空间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间，而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数据）；

RandomAccess接口
RandomAccess 接口中什么都没有定义。标识实现这个接口的类具有随机访问功能。在 binarySearch（）方法中，它要判断传入的list 是否 RamdomAccess 的实例，如果是，调用indexedBinarySearch（）方法，如果不是，那么调用iteratorBinarySearch（）方法
public static < T >
    int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {
        if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)
            return Collections.indexedBinarySearch(list, key);
        else
            return Collections.iteratorBinarySearch(list, key);
    }
总结：

实现了 RandomAccess 接口的list，优先选择普通 for 循环，其次 foreach,

未实现 RandomAccess接口的list，优先选择iterator遍历（foreach遍历底层也是通过iterator实现的,），大size的数据，千万不要使用普通for循环

二、HashMap 和 Hashtable 的区别

线程是否安全： HashMap 是非线程安全的，HashTable 是线程安全的；HashTable 内部的方法基本都经过synchronized 修饰。（如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧！）；
效率： 因为线程安全的问题，HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外，HashTable 基本被淘汰，不要在代码中使用它；
对Null key 和Null value的支持： HashMap 中，null 可以作为键，这样的键只有一个，可以有一个或多个键所对应的值为 null。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null，直接抛出 NullPointerException。
初始容量大小和每次扩充容量大小的不同： （1）如果未指定容量初始值，HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍。Hashtable 默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1。（2）如果指定了容量初始值，HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小，Hashtable 会直接使用你给定的大小。
底层数据结构： JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。

以下是hashMap带有初始容量的构造函数的源码：

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);
        this.loadFactor = loadFactor;
        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }
     public HashMap(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
    }


	/**
     * 返回给定目标容量的两个大小的幂
     */
    static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
    }

三、HashMap 和 HashSet区别

HashSet 底层就是基于 HashMap 实现的。HashSet 的源码非常非常少，因为除了 clone()、writeObject()、readObject()是 HashSet 自己不得不实现之外，其他方法都是直接调用 HashMap 中的方法。

HashMap	HashSet
实现了Map接口	实现Set接口
存储键值对	仅存储对象
调用 put（）向map中添加元素	调用 add（）方法向Set中添加元素
HashMap使用键（Key）计算Hashcode	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

HashSet如何检查重复：

当你把对象加入HashSet时，HashSet会先计算对象的hashcode值来判断对象加入的位置，
同时也会与其他加入的对象的hashcode值作比较，
如果没有相符的hashcode，HashSet会假设对象没有重复出现。
但是如果发现有相同hashcode值的对象，这时会调用equals()方法来检查hashcode相等的对象是否真的相同。如果两者相同，HashSet就不会让加入操作成功。

hashCode（）与equals（）的相关规定：

如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的

两个对象相等,对两个equals方法返回true

两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的（自定义重写的hashcode方法可能出现相同的hashcode值）

hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode()，则该class的两个对象无论如何都不会相等（即使这两个对象指向相同的数据）。
equals方法被覆盖过，则hashCode方法也必须被覆盖。

==与equals的区别

==是判断两个变量或实例是不是指向同一个内存空间，quals是判断两个变量或实例所指向的内存空间的值是不是相同

==是指对内存地址进行比较，equals()是对字符串的内容进行比较

==指引用是否相同，equals()指的是值是否相同

四、comparable 和 Comparator的区别

comparable接口实际上是出自java.lang包它有一个 compareTo(Object obj)方法用来排序。
comparator接口实际上是出自 java.util 包它有一个compare(Object obj1, Object obj2)方法用来排序。

一般我们需要对一个集合使用自定义排序时，我们就要重写compareTo()方法或compare()方法。
当我们需要对某一个集合实现两种排序方式，比如一个song对象中的歌名和歌手名分别采用一种排序方法的话，我们可以重写compareTo()方法和使用自制的Comparator方法或者以两个Comparator来实现歌名排序和歌星名排序，第二种代表我们只能使用两个参数版的 Collections.sort()。

五、线程安全的集合

java.util.concurrent包下是JDK提供了大量的并发容器。

ConcurrentHashMap：线程安全的HashMap
CopyOnWriteArrayList：线程安全的List，在读多写少的场合性能非常好，远远好于Vector.
CopyOnWriteArraySet：线程安全的Set。
ConcurrentLinkedQueue：高效的并发队列，使用链表实现。可以看做一个线程安全的 LinkedList，这是一个非阻塞队列。
BlockingQueue：这是一个接口，JDK内部通过链表、数组等方式实现了这个接口。表示阻塞队列，非常适合用于作为数据共享的通道。
ConcurrentSkipListMap：跳表的实现。这是一个Map，使用跳表的数据结构进行快速查找。

JSai

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