java 集合

基础概念

Collection：统计大小、插入或删除数据、清空、是否包含某条数据，等等。而Collection就是对这些常用操作进行提取，只是其很全面、很通用。size(),isEmpty(),contains(),add(),remove,clear(),hashCode()

AbstractCollection:在Collection得基础上，在泛型上实现了一些方法，add抛出一个异常，addAll获得一个迭代器遍历添加，clear获得一个迭代器遍历删除，contains获得一个迭代器遍历查找，tostring集合内容

list：和collection相比，比较针对线性表来设计add，addAll，sort，get，set，indexOf，lastIndexOf，listIterator（）返回一个先前遍历得迭代器

AbstractList：iterator方法返回了一个内部类Itr对象，合理的处理hasNext，next，remove方法，还有个ListItr实现了ListIterator接口，equals和hashcode的实现，所以在定义数据元素时，也应该复写这两个方法，以保证程序的正确运行

queue：继承自，collection，有offer（add），poll（remove），peek（element）操作，返回null不抛出异常

AbstractQueue：在泛型上实现了add，remove，element

map接口：put，get，size，remove，clear，希望我们完成hashcode和equal

AbstractMap：在泛型上帮我们实现上面方法

String的方法:
hashcode：hash = 31 * hash+ a[i]
equals：对比是不是同一个引用，对比是不是长度相同，再一个个字母对比
compareTo：实现了Comparable的int compareTo(T t)方法，先对比长度，小的作为循环数，比较到a和b某个字母不相同，返回他们两个相减

数组

• 创建一个数组，必须声明其长度，以在内存中寻找合适的一段连续存储单元。这也意味着数组的大小是固定的，我们无法动态调整其大小。
• 想要获取数组中第i个元素，其时间复杂度是 O(1)，因为可以根据其地址直接找到它。同理修改也是。
• 因为地址连续，想要在数组中插入一个元素是复杂的，因为从插入位置起，后边的所有元素都需要向后移动一位。同理删除也是，只是移动方向为向前。并且，当数组存满时，就无法继续插入了。

链表

• 链表的每个元素都分为数据域和指针域，前者是实际存储的数据，后者则指向下一个元素的地址。和数组相比，每个元素需要占用的内存更大了。
• 增加与删除一个元素更方便了，因为没有对内存地址的限制，我们只需要在对应节点合理处理下指针域的值，就可以把一个元素插入链表或者从链表删除。
• 链表对查询表现也一般，需要遍历，时间复杂度为O(n)。

红黑树：红黑树和AVL树的思想是类似的，都是在插入过程中对二叉排序树进行调整，从而提升性能，它的增删改查均可以在O(lg n)内完成。红黑树的插入与删除和AVL树类似，也是每插入一个结点，都检查是否破坏了树的结构，然后进行调整。红黑树每个结点插入时默认都为红色，这样做可以降低黑高，也可以减少调整的次数。

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1.Iterator

• Iterable：collection继承的接口，代表要实现Iterator iterator()接口，有了获得一个迭代器的能力，获得一个迭代器

• Iterator：Iterator是foreach遍历的主体，有核心next，remove，hasNext

• ArrayList和linkedList：ListItr增加了hasPrevious,previous,nextIndex,add,set

2.ArrayList

• 默认是10，添加第一个的时候创建，添加元素时使用 ensureCapacityInternal() 方法来保证容量足够，如果不够时，需要使用 grow() 方法进行扩容，新容量的大小为 oldCapacity + (oldCapacity >> 1)，也就是旧容量的 1.5 倍。
• 扩容操作需要调用 Arrays.copyOf() 把原数组整个复制到新数组中，这个操作代价很高，因此最好在创建 ArrayList 对象时就指定大概的容量大小，减少扩容操作的次数。
• 需要调用 System.arraycopy() 将 index+1 后面的元素都复制到 index 位置上，该操作的时间复杂度为 O(N)，可以看出 ArrayList 删除元素的代价是非常高的。
• ArrayList 基于数组实现，并且具有动态扩容特性，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 实现了 writeObject() 和 readObject() 来控制只序列化数组中有元素填充那部分内容。
• Fail-Fast，modCount 用来记录 ArrayList 结构发生变化的次数。结构发生变化是指添加或者删除至少一个元素的所有操作，或者是调整内部数组的大小，仅仅只是设置元素的值不算结构发生变化。
  在进行序列化或者迭代等操作时，需要比较操作前后 modCount 是否改变，如果改变了需要抛出 ConcurrentModificationException。

3.linked list

• LinkedList既继承了List，又继承了Deque，那它必然有一堆add、remove、addFirst、addLast等方法。
• Node作为她的内部类，有e数据域，和上下节点的指针
  因为链表没有长度方面的问题，所以也不会涉及到扩容等问题，其构造函数也十分简洁了。
• 果要遍历，也最好使用foreach，也就是Iterator提供的方式。
• 非常适合大量数据的插入与删除，但其对处于中间位置的元素，无论是增删还是改查都需要折半遍历，这在数据量大时会十分影响性能。

4.treemap

• TreeMap是根据key进行排序的，它的排序和定位需要依赖比较器或覆写Comparable接口，也因此不需要key覆写hashCode方法和equals方法，就可以排除掉重复的key，而HashMap的key则需要通过覆写hashCode方法和equals方法来确保没有重复的key。
• TreeMap的查询、插入、删除效率均没有HashMap高，一般只有要对key排序时才使用TreeMap。
• TreeMap的key不能为null，而HashMap的key可以为null。
• TreeMap不是同步的。如果多个线程同时访问一个映射，并且其中至少一个线程从结构上修改了该映射，则其必须 外部同步。

5.hashmap

• 初始化没有设定值的时候，初始值1《《4=16，最大为1《《30，负载因为0.75的时候扩容，也是2次幂
• 链表长度为8的时候变成红黑树，小于6的时候变回链表
• 设计的key对象一定要实现hashCode方法
• 如果可以预先估计数量级，可以指定initial capacity，以减少rehash的过程。

• JDK 1.8 使用了 CAS 操作来支持更高的并发度，在 CAS 操作失败时使用内置锁 synchronized。

  
  
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6.Collections.sort(list，comparator)，默认升序

 Collections.sort(userList, new Comparator() {
    public int compare(User u1, User u2) {
       return new Double(u1.getSalary()).compareTo(new Double(u2.getSalary())); 升序
       return new Double(u2.getSalary()).compareTo(new Double(u2.getSalary())); 降序
      }
  });

int[] intArray = new int[] { 4, 1, 3, -23 };
        Arrays.sort(intArray);

7.集合和数组转化

list转数组
List list = new ArrayList ();
        list.add("str1");
        list.add("str2");
        int size = list.size();
        String[] arr = (String[]) list.toArray(new String[size]);

数组转集合
List list = new ArrayList<>(arr.length);
        Collections.addAll(list, arr);

8.数组和list复制

数组复制
System.arraycopy(a1, 1, a2, 3, 3);
        System.out.println(Arrays.toString(a1)); // [1, 2, 3, 4, 5]
        System.out.println(Arrays.toString(a2)); // [0, 0, 0, 2, 3, 4, 0, 0, 0, 0]

list复制
1、遍历循环复制
List destList=new ArrayList(srcList.size());  
for(Person p : srcList){  
    destList.add(p);  
}  

2、使用List实现类的构造方法
List destList=new ArrayList(srcList);  

3、使用list.addAll()方法
List destList=new ArrayList();  
destList.addAll(srcList);

4、使用System.arraycopy()方法
Person[] srcPersons=srcList.toArray(new Person[0]);  
Person[] destPersons=new Person[srcPersons.length];  
System.arraycopy(srcPersons, 0, destPersons, 0, srcPersons.length);