LinkedHashMap、ArrayList、LinkedList, HashSet等原理简单总结

一、LinkedHashMap

LinkedHashMap会将元素串起来，形成一个双链表结构。可以看到，其结构在HashMap结构上增加了链表结构。数据结构为（数组 + 单链表 + 红黑树 + 双链表），图中的标号是结点插入的顺序

1. 类的继承关系

public class LinkedHashMap  extends HashMap implements Map

LinkedHashMap继承了HashMap，所以HashMap的一些方法或者属性也会被继承；同时也实现了Map结构（HashMap原理分析看上一篇文章）

2. 类的属性，相比HashMap新增（由于继承HashMap，所以HashMap中的非private方法和字段，都可以在LinkedHashMap直接中访问）

// 链表头结点
transient LinkedHashMap.Entry head;

// 链表尾结点
transient LinkedHashMap.Entry tail;

// 访问顺序（可以指定accessOrder的值，从而控制访问顺序）
final boolean accessOrder;

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二、ArrayList

1） 每个ArrayList实例都有一个容量，该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。它总是至少等于列表的大小。随着向ArrayList中不断添加元素，其容量也自动增长。自动增长会带来数据向新数组的重新拷贝，因此，如果可预知数据量的多少，可在构造ArrayList时指定其容量。在添加大量元素前，应用程序也可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量，这可以减少递增式再分配的数量

2）	transient Object[] elementData 

	底层的数据结构就是数组，数组元素类型为Object类型，即可以存放所有类型数据。我们对ArrayList类的实例的所有的操作底层都是基于数组的

3）ArrayList提供了三种方式的构造器，可以构造一个默认初始容量为10的空列表、构造一个指定初始容量的空列表以及构造一个包含指定collection的元素的列表，这些元素按照该collection的迭代器返回它们的顺序排列的

4）java 1.7之前ArrayList默认大小为10，但是1.8之后，默认是空，只有当add第一个元素时，才设置值默认值为10

5）ArrayList扩容时，正常情况下会扩容1.5倍（newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1），特殊情况下（新扩展数组大小已经达到了最大值）则只取最大值

6）indexOf是从头开始查找与指定元素相等的元素，注意，是可以查找null元素的，意味着ArrayList中可以存放null元素的。与此函数对应的lastIndexOf，表示从尾部开始查找

7）remove函数用户移除指定下标的元素，此时会把指定下标到数组末尾的元素向前移动一个单位，并且会把数组最后一个元素设置为null，这样是为了方便之后将整个数组不被使用时，会被GC，可以作为小的技巧使用

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三、LinkedList

LinkedList底层使用的双向链表结构，有一个头结点和一个尾结点，双向链表意味着我们可以从头开始正向遍历，或者是从尾开始逆向遍历，并且可以针对头部和尾部进行相应的操作

1. 内部类（内部类Node就是实际的结点，用于存放实际元素的地方）

private static class Node {
    E item; // 数据域
    Node next; // 后继
    Node prev; // 前驱
    
    // 构造函数，赋值前驱后继
    Node(Node prev, E element, Node next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

2. 类的属性

LinkedList的属性非常简单，一个头结点、一个尾结点、一个表示链表中实际元素个数的变量。注意，头结点、尾结点都有transient关键字修饰，这也意味着在序列化时该域是不会序列化的  

3. 注意点

1）add函数用于向LinkedList中添加一个元素，并且添加到链表尾部	

2）在调用remove移除结点时，会调用到unlink函数，将指定的结点从链表中断开

3）LinkedList可以作为双端队列使用，这也是队列结构在Java中一种实现，当需要使用队列结构时，可以考虑LinkedList

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四、HashSet和LinkedHashSet

1. HashSet底层是基于HashMap实现的，LinkedHashSet基于LinkedHashMap实现，所以HashSet、LinkedHashSet数据结构就是HashMap或者LinkedHashMap的数据结构

2. HashSet中由于只包含键，不包含值，由于在底层具体实现时，使用的HashMap或者是LinkedHashMap(可以指定构造函数来确定使用哪种结构)，我们知道HashMap是键值对存储，所以为了适应HashMap存储，HashSet增加了一个PRESENT类域（类所有），所有的键都有同一个值（PRESENT）

3. add、contains、remove函数都是基于HashMap或者LinkedHashMap做的操作

4. LinkedHashSet继承自HashSet，也实现了一些接口，LinkedHashSet会调用HashSet的父类构造函数，让其底层实现为LinkedHashMap，这样就很好的实现了LinkedHashSet所需要的功能

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参考网址

【集合框架】JDK1.8源码分析之ArrayList（六）（一系列）

注：文章是经过参考其他的文章然后自己整理出来的，有可能是小部分参考，也有可能是大部分参考，但绝对不是直接转载，觉得侵权了我会删，我只是把这个用于自己的笔记，顺便整理下知识的同时，能帮到一部分人。
ps : 有错误的还望各位大佬指正,小弟不胜感激