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(6)Java数据结构-- 转:JAVA常用数据结构及原理分析

2017-07-19 08:51 736 查看
JAVA常用数据结构及原理分析 http://www.2cto.com/kf/201506/412305.html
前不久面试官让我说一下怎么理解java数据结构框架,之前也看过部分源码,balabala讲了一堆,现在总结一下。

java.util包中三个重要的接口及特点:List(列表)、Set(保证集合中元素唯一)、Map(维护多个key-value键值对,保证key唯一)。

其不同子类的实现各有差异,如是否同步(线程安全)、是否有序。
常用类继承树:



以下结合源码讲解常用类实现原理及相互之间的差异。

Collection (所有集合类的接口)
List、Set都继承自Collection接口,查看JDK
API,操作集合常用的方法大部分在该接口中定义了。



Collections
(操作集合的工具类)
对于集合类的操作不得不提到工具类Collections,它提供了许多方便的方法,如求两个集合的差集、并集、拷贝、排序等等。
由于大部分的集合接口实现类都是不同步的,可以使用Collections.synchronized*方法创建同步的集合类对象。
如创建一个同步的List:
List
synList = Collections.synchronizedList(new
ArrayList());

其实现原理就是重新封装new出来的对象,操作对象时用关键字synchronized同步。看源码很容易理解。
Collections部分源码:

?
List (列表)

ArrayList、Vector是线性表,使用Object数组作为容器去存储数据的,添加了很多方法维护这个数组,使其容量可以动态增长,极大地提升了开发效率。它们明显的区别是ArrayList是非同步的,Vector是同步的。不用考虑多线程时应使用ArrayList来提升效率。
ArrayList、Vector
部分源码:

?
LinkedList是链表,略懂数据结构就知道其实现原理了。链表随机位置插入、删除数据时比线性表快,遍历比线性表慢。
双向链表原理图:



LinkedList部分源码:

?
由此可根据实际情况来选择使用ArrayList(非同步、非频繁删除时选择)、Vector(需同步时选择)、LinkedList(频繁在任意位置插入、删除时选择)。

Map(存储键值对,key唯一)

HashMap结构的实现原理是将put进来的key-value封装成一个Entry对象存储到一个Entry数组中,位置(数组下标)由key的哈希值与数组长度计算而来。如果数组当前下标已有值,则将数组当前下标的值指向新添加的Entry对象。
有点晕,看图吧:



看完图再看源码,非常清晰,都不需要注释。

?
TreeMap是由Entry对象为节点组成的一颗红黑树,put到TreeMap的数据默认按key的自然顺序排序,new
TreeMap时传入Comparator自定义排序。红黑树网上很多资料,我讲不清,这里就不介绍了。

Set(保证容器内元素唯一性)
之所以先讲Map是因为Set结构其实就是维护一个Map来存储数据的,利用Map结构key值唯一性
HashSet部分源码:

?
HashSet、TreeSet分别默认维护一个HashMap、TreeMap。
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