Java集合源码学习(一)集合框架

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集合框架

Java集合框架包含了大部分Java开发中用到的数据结构,主要包括
List列表、Set集合、Map映射、迭代器(Iterator、Enumeration)、工具类(Arrays、Collections)几个部分。

Java集合源码学习(一)集合框架


Collection系列

Collection接口

Collection是List、Set等集合高度抽象出来的接口,它包含了这些集合的基本操作,主要分为List和Set以及Queue。

List接口

List是一个继承于Collection的接口,即List是集合中的一种。List是有序的队列,List中的每一个元素都有一个索引;第一个元素的索引值是0,往后的元素的索引值依次+1。和Set不同,List中允许有重复的元素。

Set接口

Set是一个继承于Collection的接口,即Set也是集合中的一种。Set是没有重复元素的集合。

Queue接口

队列接口,拥有队列的性质,出队跟进队。

Iterator接口

Iterator集合的迭代器。集合可以通过Iterator去遍历集合中的元素。Iterator提供的API接口,包括:是否存在下一个元素、获取下一个元素、删除当前元素。

LinkedList类

  • LinkedList的本质是双向链表。

  • LinkedList继承于AbstractSequentialList,并且实现了
    Dequeue接口。

  • LinkedList包含两个重要的成员:header和size。

  • header是双向链表的表头,它是双向链表节点所对应的类Entry的实例。Entry中包含成员变量:previous,next,element。其中,previous是该节点的上一个节点,next是该节点的下一个节点,element是该节点所包含的值。

  • size是双向链表中节点的个数。

  • LinkedList支持多种遍历方式。不要采用随机访问的方式去遍历LinkedList,而采用foreach逐个遍历的方式。

  • 对元素的插入、添加、移除操作,与ArrayList相比,LinkedList 更快,因为,当一个元素被添加到集合内部的任意位置时,LinkedList 不需要重新调整数组大小或者更新索引。

ArrayList类

  • ArrayList是一个数组列表,相当于动态数组。与Java中的数组相比,它的容量能动态增长。它继承于AbstractList,实现了List、RandomAccess、Cloneable、java.io.Serializable这些接口。

  • ArrayList实际上是通过一个数组去保存数据的。当我们构造ArrayList时;若使用默认构造函数,则ArrayList的默认容量大小是10。

  • 当ArrayList容量不足以容纳全部元素时,ArrayList会重新设置容量:新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”。

Vector类

Vector是矢量队列,和ArrayList一样,它也是一个动态数组,由数组实现。但是ArrayList是非线程安全的,而Vector是线程安全的。

Stack类

Stack是栈,它继承于Vector。它的特性是:先进后出(FILO, First In Last Out)。


Map系列

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Map接口

HashMap类

  • HashMap基于哈希表的Map接口的实现。,它存储的内容是键值对(key-value)映射。
  • HashMap继承于AbstractMap,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
  • HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构,即数组和链表的结合体。
  • HashMap的实现不是同步的,这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。此外,HashMap中的映射不是有序的。
  • HashMap是通过”拉链法”实现的哈希表。

TreeMap类

TreeMap是有序的散列表,它是通过红黑树实现的。它一般用于单线程中存储有序的映射。

WeakHashMap类

WeakHashMap也是基于“拉链法”实现的散列表,它一般也用于单线程程序中。相比HashMap,WeakHashMap中的键是“弱键”,当“弱键”被GC回收时,它对应的键值对也会被从WeakHashMap中删除;而HashMap中的键是强键。

HashTable类

  • Hashtable也是基于“拉链法”实现的散列表。Hashtable的几乎所有函数都是同步的,即它是线程安全的,支持多线程。
  • Hashtable的key、value都不可以为null,否则,会抛出异常NullPointerException。

Directionary抽象类

Enumeration接口

Collections和Arrays工具类

Arrays和Collections是用来操作数组、集合的两个工具类,

  • 例如在ArrayList和Vector中大量调用了Arrays.Copyof()方法,而Collections中有很多静态方法可以返回各集合类的synchronized版本,即线程安全的版本。