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152
notes/Java 集合.md
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@ -0,0 +1,152 @@
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<!-- GFM-TOC -->
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* [概览](#概览)
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* [1. List](#1-list)
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* [2. Set](#2-set)
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* [3. Queue](#3-queue)
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* [4. Map](#4-map)
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* [5. Java 1.0/1.1 容器](#5-java-1011-容器)
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* [集合中的设计模式](#集合中的设计模式)
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* [1. 迭代器模式](#1-迭代器模式)
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* [2. 适配器模式](#2-适配器模式)
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* [散列](#散列)
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* [源码分析](#源码分析)
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* [1. ArraList](#1-arralist)
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* [2. LinkedList](#2-linkedlist)
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* [3. Vector](#3-vector)
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* [4. HashMap](#4-hashmap)
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* [5. LinkedHashMap](#5-linkedhashmap)
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* [6. ConcurrentHashMap](#6-concurrenthashmap)
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* [参考资料](#参考资料)
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<!-- GFM-TOC -->
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# 概览
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![](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/pics/ebf03f56-f957-4435-9f8f-0f605661484d.jpg)
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容器主要包括 Collection 和 Map 两种,Collection 又包含了 List、Set 以及 Queue。
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## 1. List
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- ArrayList:使用数组方法,支持随机访问;
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- LinkedList:使用链表实现,只能顺序访问,但是可以快速地在中间插入和删除元素。不仅如此,LinkedList 还可以用作栈、队列和双端队列。
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## 2. Set
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- HashSet:使用 Hash 实现,支持快速查找,但是失去有序性;
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- TreeSet:使用树实现,保持有序,但是查找效率不如 HashSet;
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- LinkedListHashSet:具有 HashSet 的查找效率,且内部使用链表维护元素的插入顺序,因此具有有序性。
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## 3. Queue
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只有两个实现:LinkedList 和 PriorityQueue,其中 LinkedList 支持双向队列。
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## 4. Map
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- HashMap:使用 Hash 实现
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- LinkedHashMap:保持有序,顺序为插入顺序或者最近最少使用(LRU)顺序
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- TreeMap:基于红黑树实现
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- ConcurrentHashMap:线程安全 Map,不涉及同步加锁
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## 5. Java 1.0/1.1 容器
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对于旧的容器,我们决不应该使用它们,只需要对它们进行了解。
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- Vector:和 ArrayList 类似,但它是线程安全的
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- HashTable:和 HashMap 类似,但它是线程安全的
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# 集合中的设计模式
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## 1. 迭代器模式
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从概览图可以看到,每个集合类都有一个 Iterator 对象,可以通过这个迭代器对象来遍历集合中的元素。
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[Java 中的迭代器模式](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/notes/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F.md#92-java-%E5%86%85%E7%BD%AE%E7%9A%84%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8)
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## 2. 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
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List list = Arrays.asList(1, 2, 3);
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int[] arr = {1, 2, 3};
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list = Arrays.asList(arr);
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```
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# 散列
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使用 hasCode() 来返回散列值,使用的是对象的地址。
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而 equals() 是用来判断两个对象是否相等的,相等的两个对象散列值一定要相同,但是散列值相同的两个对象不一定相等。
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相等必须满足以下五个性质:
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1. 自反性
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2. 对称性
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3. 传递性
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4. 一致性(多次调用 x.equals(y),结果不变)
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5. 对任何不是 null 的对象 x 调用 x.equals(nul) 结果都为 false
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# 源码分析
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建议先阅读 [算法-查找](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/notes/%E7%AE%97%E6%B3%95.md#%E7%AC%AC%E4%B8%89%E7%AB%A0-%E6%9F%A5%E6%89%BE) 部分,对集合类源码的理解有很大帮助。
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源码下载:[OpenJDK 1.7](http://download.java.net/openjdk/jdk7)
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在线阅读:[7u40-b43](http://grepcode.com/snapshot/repository.grepcode.com/java/root/jdk/openjdk/7u40-b43/)
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## 1. ArraList
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- 使用数组实现
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- 具有动态扩容特性,默认容量为 10,并且在添加元素时使用 ensureCapacity() 保证容量足够,如果容量不够,则扩容为原始容量的 1.5 times + 1.
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[ArraList.java](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/notes/src/ArrayList.java)
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## 2. LinkedList
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- LinkedList 是基于双向循环链表实现,头结点不包含数据。
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![](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/pics/d40c90ad-7943-4574-98a8-8027e5523d53.jpg)
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- 链表的索引操作需要遍历链表,LinkedList 的 Entry entry(int index) 方法就是索引操作,但是它有一个优化的操作,就是如果 index 在链表前面,那么就从头往后遍历;如果在后面就从后往前遍历。
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[LinkedList.java](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/notes/src/LinkedList.java)
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## 3. Vector
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Vector 的很多实现方法都加入了同步语句,因此是线程安全的。
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[Vector.java](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/notes/src/Vector.java)
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## 4. HashMap
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- 使用拉链法来解决冲突。
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[Vector.java](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/notes/src/HashMap.java)
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## 5. LinkedHashMap
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- 使用双向链表来保存插入的节点,从而维护一个插入顺序。
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- 注意源码中的accessOrder标志位,当它false时,表示双向链表中的元素按照Entry插入LinkedHashMap到中的先后顺序排序,即每次put到LinkedHashMap中的Entry都放在双向链表的尾部,这样遍历双向链表时,Entry的输出顺序便和插入的顺序一致,这也是默认的双向链表的存储顺序;当它为true时,表示双向链表中的元素按照访问的先后顺序排列,可以看到,虽然Entry插入链表的顺序依然是按照其put到LinkedHashMap中的顺序,但put和get方法均有调用recordAccess方法(put方法在key相同,覆盖原有的Entry的情况下调用recordAccess方法),该方法判断accessOrder是否为true,如果是,则将当前访问的Entry(put进来的Entry或get出来的Entry)移到双向链表的尾部(key不相同时,put新Entry时,会调用addEntry,它会调用creatEntry,该方法同样将新插入的元素放入到双向链表的尾部,既符合插入的先后顺序,又符合访问的先后顺序,因为这时该Entry也被访问了),否则,什么也不做。最后说说LinkedHashMap是如何实现LRU的。首先,当accessOrder为true时,才会开启按访问顺序排序的模式,才能用来实现LRU算法。我们可以看到,无论是put方法还是get方法,都会导致目标Entry成为最近访问的Entry,因此便把该Entry加入到了双向链表的末尾(get方法通过调用recordAccess方法来实现,put方法在覆盖已有key的情况下,也是通过调用recordAccess方法来实现,在插入新的Entry时,则是通过createEntry中的addBefore方法来实现),这样便把最近使用了的Entry放入到了双向链表的后面,多次操作后,双向链表前面的Entry便是最近没有使用的,这样当节点个数满的时候,删除的最前面的Entry(head后面的那个Entry)便是最近最少使用的Entry。
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[LinkedHashMap.java](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/notes/src/HashMap.java)
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## 6. ConcurrentHashMap
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[探索 ConcurrentHashMap 高并发性的实现机制](https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/java-lo-concurrenthashmap/)
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[ConcurrentHashMap.java](https://github.com/CyC2018/InterviewNotes/blob/master/notes/src/HashMap.java)
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# 参考资料
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- Java 编程思想
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