集合框架体系讲解

                                                                集合框架体系讲解

集合的框架体系主要是①:接口 ②:实现类 ③:算法

1:从图中可以看出Connection是顶层接口,含有Set接口**(无序,不重复)和list接口(有序可以重复)**
①其中Set接口有两个常用的实现类:HashSet实现类(无序的)和TreeSet实现类(有序的),因为TreeSet实现的是Set的一个子接口SortSet接口,这个子接口中有Comparator排序方法; HashSet是无序的,因为hashSet本质上是对hashMap(无序)的操作,里面就是HashMap的构造函数,线程是不安全的。
②List接口有三个常用的实现类：ArrayList(动态数组) ,LinkedList （双向链表）,Vector（数组，线程安全）
ArrayList允许任何符合规则的元素插入甚至包括null。每一个ArrayList都有一个初始容量（10）查询快，增删慢 底层数据是数组数据结构。
Linkedlist是一个双向链表,由于实现的方式不同，LinkedList不能随机访问，它所有的操作都是要按照双重链表的需要执行。在列表中索引的操作将从开头或结尾遍历列表（从靠近指定索引的一端）。这样做的好处就是可以通过较低的代价在List中进行插入和删除操作。和ArrayList一样都是非同步的，想要实现访问同步，加关键字synchronized。
Vector的操作和ArrayList几乎一样，但它是同步的，是线程安全的动态数组。
2：Map接口:Map与List、Set接口不同，它是由一系列键值对组成的集合，提供了key到Value的映射。同时它也没有继承Collection。在Map中它保证了key与value之间的一一对应关系。也就是说一个key对应一个value，所以它不能存在相同的key值，当然value值可以相同。
①：Map接口常用的实现类为HashMap ,TreeMap ,HashTable;
其中HashMap–>是散列表(哈希表)—>是数组–>每个元素里面是链表, 他是支持null键和null值的，当我们往HashMap中put元素的时候，会先根据它的key值计算出hash值，根据hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），那么这个位置上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，后加入的放在链尾，如果数组该位置上没有元素，就直接将该元素放在此数组中的该位置上。（addEntry(hash, key, value, i)方法根据计算出的hash值）
HashTable是线程同步的并且安全的,但是效率没有HashMap高,(可以网上查询一下哈希表的存储过程即可知道);而 HashTable在遇到null时，会抛出NullPointerException异常。这并不是因为HashTable有什么特殊的实现层面的原因导致不能支持null键和null值，这仅仅是因为HashMap在实现时对null做了特殊处理，将null的hashCode值定为了0，从而将其存放在哈希表的第0个bucket中。
②: 可以说map和set是无序的,但是不能说TreeSet和TreeMap是无序的,因为它实现了各自的sortedMap和sortedSet方法,由图可以看出sortedMap是Map的一个子接口。
3：arrayList的扩容机制：
（1）无参构造方法默认长度10；

（2）通过ensureCapacityInternal（）方法判断现有元素的个数和容量进行比较，如果需要扩容则进行扩容。ensureCapacityInternal方法名的英文大致是“确保内部容量”，size表示的是执行添加之前的元素个数，并非ArrayList的容量，容量应该是数组elementData的长度。

（3）假设 ArrayList stu=new ArrayList<>;那么该集合的初始长度为0，往里面添加一个元素后会变为10；但是如果直接定义该集合的初始长度0，即 ArrayList stu=new ArrayList<>(0);那么在前四次往里面添加数据的时候，该集合的容量会逐渐加1，直到第五次添加数据的时候集合的容量才会按照1.5倍的量进行添加。
（4）查看arraylist容量的方法

public static int getArrayListCapacity(ArrayList arrayList) {
        Class arrayListClass = ArrayList.class;
        try {
            Field field = arrayListClass.getDeclaredField("elementData");
            field.setAccessible(true);
            Object[] objects = (Object[])field.get(arrayList);
           return objects.length;
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
            return -1;
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
            return -1;
        }
    }

(4)当扩容量（newCapacity）大于ArrayList数组定义的最大值后会调用hugeCapacity来进行判断。如果minCapacity已经大于Integer的最大值（溢出为负数）那么抛出OutOfMemoryError（内存溢出）否则的话根据与MAX_ARRAY_SIZE的比较情况确定是返回Integer最大值还是MAX_ARRAY_SIZE。这边也可以看到ArrayList允许的最大容量就是Integer的最大值（-2的31次方~2的31次方减1）。