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af011e1e57
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@ -31,7 +31,7 @@
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- HashSet:基于哈希实现,支持快速查找,但不支持有序性操作,例如根据一个范围查找元素的操作。并且失去了元素的插入顺序信息,也就是说使用 Iterator 遍历 HashSet 得到的结果是不确定的。
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- HashSet:基于哈希实现,支持快速查找,但不支持有序性操作,例如根据一个范围查找元素的操作。并且失去了元素的插入顺序信息,也就是说使用 Iterator 遍历 HashSet 得到的结果是不确定的。
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- TreeSet:基于红黑树实现,支持有序性操作,但是查找效率不如 HashSet,HashSet 查找时间复杂度为 O(1),TreeSet 则为 O(logn);
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- TreeSet:基于红黑树实现,支持有序性操作,但是查找效率不如 HashSet,HashSet 查找时间复杂度为 O(1),TreeSet 则为 O(logN);
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- LinkedHashSet:具有 HashSet 的查找效率,且内部使用链表维护元素的插入顺序。
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- LinkedHashSet:具有 HashSet 的查找效率,且内部使用链表维护元素的插入顺序。
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@ -47,7 +47,7 @@
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- LinkedList:可以用它来支持双向队列;
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- LinkedList:可以用它来支持双向队列;
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- PriorityQueue 是基于堆结构实现,可以用它来实现优先级队列。
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- PriorityQueue:基于堆结构实现,可以用它来实现优先级队列。
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## Map
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## Map
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@ -80,8 +80,6 @@ for (String item : list) {
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}
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> [迭代器模式](https://github.com/CyC2018/Interview-Notebook/blob/master/notes/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F.md#%E5%8D%81%E4%BA%8C%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8%E6%A8%A1%E5%BC%8F)
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## 适配器模式
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## 适配器模式
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java.util.Arrays#asList() 可以把数组类型转换为 List 类型。
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java.util.Arrays#asList() 可以把数组类型转换为 List 类型。
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@ -91,7 +89,7 @@ java.util.Arrays#asList() 可以把数组类型转换为 List 类型。
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public static <T> List<T> asList(T... a)
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public static <T> List<T> asList(T... a)
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如果要将数组类型转换为 List 类型,应该注意的是参数列表为泛型的变长参数,因此不能使用基本类型数组作为参数,只能使用相应的包装类型数组。
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如果要将数组类型转换为 List 类型,应该注意的是 asList() 的参数为泛型的变长参数,因此不能使用基本类型数组作为参数,只能使用相应的包装类型数组。
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```java
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Integer[] arr = {1, 2, 3};
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Integer[] arr = {1, 2, 3};
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@ -104,8 +102,6 @@ List list = Arrays.asList(arr);
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List list = Arrays.asList(1,2,3);
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List list = Arrays.asList(1,2,3);
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> [适配器模式](https://github.com/CyC2018/Interview-Notebook/blob/master/notes/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F.md#%E5%8D%81%E9%80%82%E9%85%8D%E5%99%A8%E6%A8%A1%E5%BC%8F)
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# 三、散列
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# 三、散列
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hasCode() 返回散列值,使用的是对象的地址。
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hasCode() 返回散列值,使用的是对象的地址。
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@ -171,7 +167,7 @@ public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
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implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
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implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
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基于数组实现,保存元素的数组使用 transient 修饰,该关键字声明数组默认不会被序列化。这是 ArrayList 具有动态扩容特性,因此保存元素的数组不一定都会被使用,那么就没必要全部进行序列化。ArrayList 重写了 writeObject() 和 readObject() 来控制只序列化数组中有元素填充那部分内容。
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基于数组实现,保存元素的数组使用 transient 修饰,该关键字声明数组默认不会被序列化。ArrayList 具有动态扩容特性,因此保存元素的数组不一定都会被使用,那么就没必要全部进行序列化。ArrayList 重写了 writeObject() 和 readObject() 来控制只序列化数组中有元素填充那部分内容。
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```java
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transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
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transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
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@ -291,7 +287,7 @@ transient Entry[] table;
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其中,Entry 就是存储数据的键值对,它包含了四个字段。从 next 字段我们可以看出 Entry 是一个链表,即每个桶会存放一个链表。
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其中,Entry 就是存储数据的键值对,它包含了四个字段。从 next 字段我们可以看出 Entry 是一个链表,即每个桶会存放一个链表。
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<div align="center"> <img src="../pics//ce039f03-6588-4f0c-b35b-a494de0eac47.png" width="500"/> </div><br>
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<div align="center"> <img src="../pics//8fe838e3-ef77-4f63-bf45-417b6bc5c6bb.png" width="600"/> </div><br>
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JDK 1.8 使用 Node 类型存储一个键值对,它依然继承自 Entry,因此可以按照上面的存储结构来理解。
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JDK 1.8 使用 Node 类型存储一个键值对,它依然继承自 Entry,因此可以按照上面的存储结构来理解。
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@ -342,32 +338,35 @@ static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
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### 2. 拉链法的工作原理
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### 2. 拉链法的工作原理
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```java
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HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>(); // 默认大小为 16
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HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
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map.put("sachin", 30);
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map.put("K1", "V1");
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map.put("vishal", 20);
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map.put("K2", "V2");
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map.put("vaibhav", 20);
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map.put("K3", "V3");
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- 计算 "sachin" 的 hashcode 为 115,使用除留余数法得到 115 % 16 = 3,因此 ("sachin", 30) 键值对放到第 3 个桶上。
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- 新建一个 HashMap,默认大小为 16;
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- 同样得到 ("vishal", 20) 和 ("vaibhav", 20) 都应该放到第 6 个桶上。("vishal", 20) 先放入, ("vaibhav", 20) 链接到 ("vishal", 20) 之后。
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- 插入 <K1,V1> 键值对,先计算 K1 的 hashCode 为 115,使用除留余数法得到所在的桶下标 115%16=3。
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- 插入 <K2,V2> 键值对,先计算 K2 的 hashCode 为 118,使用除留余数法得到所在的桶下标 118%16=6。
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- 插入 <K3,V3> 键值对,先计算 K3 的 hashCode 为 118,使用除留余数法得到所在的桶下标 118%16=6,它需要插在 <K2,V2> 之前。
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<div align="center"> <img src="../pics//b9a39d2a-618c-468b-86db-2e851f1a0057.jpg" width="600"/> </div><br>
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<div align="center"> <img src="../pics//c812c28a-1513-4a82-bfda-ab6a40981aa0.png" width="600"/> </div><br>
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当进行查找时,需要分成两步进行,第一步是先根据 hashcode 计算出所在的桶,第二步是在链表上顺序查找。由于 table 是数组形式的,具有随机读取的特性,因此第一步的时间复杂度为 O(1),而第二步需要在链表上顺序查找,时间复杂度显然和链表的长度成正比。
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查找需要分成两步进行:
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- 计算键值对所在的桶;
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- 在链表上顺序查找,时间复杂度显然和链表的长度成正比。
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### 3. 链表转红黑树
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### 3. 链表转红黑树
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应该注意到,从 JDK 1.8 开始,一个桶存储的链表长度大于 8 时会将链表转换为红黑树。
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应该注意到,从 JDK 1.8 开始,一个桶存储的链表长度大于 8 时会将链表转换为红黑树。
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<div align="center"> <img src="../pics//061c29ce-e2ed-425a-911e-56fbba1efce3.jpg" width="500"/> </div><br>
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### 4. 扩容
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### 4. 扩容
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因为从 JDK 1.8 开始引入了红黑树,因此扩容操作较为复杂,为了便于理解,以下内容使用 JDK 1.7 的内容。
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因为从 JDK 1.8 开始引入了红黑树,因此扩容操作较为复杂,为了便于理解,以下内容使用 JDK 1.7 的内容。
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设 HashMap 的 table 长度为 M,需要存储的键值对数量为 N,如果哈希函数满足均匀性的要求,那么每条链表的长度大约为 N/M,因此平均查找次数的数量级为 O(N/M)。
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设 HashMap 的 table 长度为 M,需要存储的键值对数量为 N,如果哈希函数满足均匀性的要求,那么每条链表的长度大约为 N/M,因此平均查找次数的数量级为 O(N/M)。
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为了让查找的成本降低,应该尽可能使得 N/M 尽可能小,因此需要保证 M 尽可能大,可就是说 table 要尽可能大。HashMap 采用动态扩容来根据当前的 N 值来调整 M 值,使得空间效率和时间效率都能得到保证。
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为了让查找的成本降低,应该尽可能使得 N/M 尽可能小,因此需要保证 M 尽可能大,也就是说 table 要尽可能大。HashMap 采用动态扩容来根据当前的 N 值来调整 M 值,使得空间效率和时间效率都能得到保证。
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和扩容相关的参数主要有:capacity、size、threshold 和 load_factor。
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和扩容相关的参数主要有:capacity、size、threshold 和 load_factor。
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@ -445,11 +444,11 @@ void transfer(Entry[] newTable) {
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### 5. 确定桶下标
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### 5. 确定桶下标
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需要三步操作:计算 Key 的 hashCode、高位运算、除留余数法取模。
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很多操作都需要先确定一个键值对所在的桶下标,需要分三步进行。
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<div align="center"> <img src="../pics//hashMap_u54C8_u5E0C_u7B97_u6CD5_u4F8B_u56FE.png" width="800"/> </div><br>
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(一)hashCode()
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**(一)hashcode()**
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调用 Key 的 hashCode() 方法得到 hashCode。
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public final int hashCode() {
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public final int hashCode() {
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@ -457,9 +456,9 @@ public final int hashCode() {
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}
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}
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**(二)高位运算**
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(二)高位运算
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通过 hashCode() 的高 16 位异或低 16 位,使得数组比较小时,也能保证高低位都参与到了哈希计算中。
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将 hashCode 的高 16 位和低 16 位进行异或操作,使得在数组比较小时,也能保证高低位都参与到了哈希计算中。
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```java
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```java
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static final int hash(Object key) {
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static final int hash(Object key) {
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@ -468,7 +467,7 @@ static final int hash(Object key) {
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}
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}
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**(三)除留余数**
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(三)除留余数法
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令 x = 1<<4,即 x 为 2 的 4 次方,它具有以下性质:
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令 x = 1<<4,即 x 为 2 的 4 次方,它具有以下性质:
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@ -520,11 +519,11 @@ new capacity : 00100000
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### 7. 扩容-计算数组容量
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### 7. 扩容-计算数组容量
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先考虑如何求一个数的补码,对于 10100000,它的补码为 11111111,可以使用以下方法得到:
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先考虑如何求一个数的补码,对于 10010000,它的掩码为 11111111,可以使用以下方法得到:
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mask |= mask >> 1 11000000
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mask |= mask >> 1 11011000
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mask |= mask >> 2 11110000
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mask |= mask >> 2 11111100
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mask |= mask >> 4 11111111
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mask |= mask >> 4 11111111
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pics/8fe838e3-ef77-4f63-bf45-417b6bc5c6bb.png
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