Collection详解

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详解Collection集合中各个部分的知识点。有部分集合会额外分析源码。

Collection详解

版本号: 2018/9/7-1(18:18)

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问题汇总

总览(8)

1、Collection的组成部分

1. 具有Collection的接口，根据特性分为list、Set、Queue三大类。
2. 具有抽象类AbstractCollection封装了，集合的骨干方法

2、既然已经有了Collection接口，为什么还定义了AbstractCollection这个抽象类?

1. List、Set、Queue虽然主体不同，但仍然有共同的行为
2. 因此提供AbstractCollection封装这些行为。

3、Collection相关内容的包

java.util.*

4、集合的区别

线程安全性	初始容量	扩容机制	其他
ArrayList	×-异步	0+10(第一次add时)	1.5 * n
LinkedList	×-异步	不存在	不存在
SynchronizedList	√-同步	和原始List一致	和原始List一致
Vector	√-同步	10	2 * n
Stack	√-同步	10	2 * n
Hashtable	√-同步	11	2 * n + 1
HashMap	×-异步	16	2 * n
ConcurrentHashMap	√-同步	16	2 * n

1. 线程安全的有几种集合：5种
2. 非线程安全的有几种集合：3种

5、要求线程安全用什么？

Vector、hashtable、SynchronizedList、ConcurrentHashMap

6、没有线程安全要求用什么？

ArrayList、LinkedList、HashMap

7、有键值对？

HashMap、HashTable

8、数据量很大且要求线程安全

Vector

Collection(7)

1、Collection接口的作用？

1. 集合的根接口

2、Iterable接口的作用?

1. 实现该接口能让对象能够成为for-each loop语句的目标
2. iterator()方法：需要返回自己的迭代器

List

3、List接口的作用

1. 一种有序集合，实现该接口会具有以下特点：
2. 有序
3. 可以重复
4. 可以有null元素

Set

4、Set接口的作用

1. 一种集合，其中的所有元素都不能重复。

SortedSet

5、SortedSet的作用

1. 提供有序的set集合(其中所有的元素都不能重复)

Queue

6、Queue接口的作用

1. 一种集合，会持有元素的优先级并进行处理。

Deque

7、Deque接口的作用

1. 一种线性集合，支持在两端的元素插入和删除
2. removeFirst()/Last()
3. offerFirst()/Last()
4. pollFirst()/Last()
5. getFirst()/Last()
6. peekFirst()/Last()

AbstractCollection(14)

1、AbstractCollection抽象类的作用

1. implements Collection接口
2. 此类提供了集合接口的骨架实现

AbstractList

2、AbstractList抽象类的作用

1. 继承AbstractCollection
2. 实现List接口，提供了列表接口的骨架实现。

ArrayList

3、ArrayList的特点(7)

1. ArrayList基于数组实现(底层是Object数组),访问元素效率高，插入删除元素的效率低。
2. 实现List接口：意味着有序、可以重复、可以有null元素
3. 实现RandomAccess接口：意味着ArrayList支持快速随机访问，Collections对于实现了RandomAccess接口的List会使用索引二分查找算法进行查找。
4. 实现Cloneable接口：标识着可以被复制。ArrayList的clone()复制其实是浅复制
5. 实现Serializable接口：标识着集合可以被序列化。
6. 绝大多数情况下应该指定ArrayList的初始容量：避免进行耗时的扩容操作，在能预知的情况下尽量使用刚刚好的列表，从而不浪费任何资源。
7. 非线程安全

4、ArrayList的扩容机制

1. ArrayList的默认容量为10(本质默认初始化为空数组，第一次add时会扩容到10)
2. 扩容以1.5倍进行扩容。
3. 扩容：会创建一个更大的数组，然后将旧数组的数据都复制过去，该过程是低效率的

5、ArrayList源码总结出的效率技巧

List提供了indexOf和lastIndexOf查询指定元素的索引(index)，这些方法是从头和从尾部一个个查询的。显然可以直接使用Collections的binarySearch通过二分查找，效率会更高。

Vector

6、Vector的特点

1. 基于数组实现
2. 支持快速随机访问
3. 线程安全: 在不需要同步时，性能比ArrayList低，需要同步时使用SynchronizedList更好。
4. 扩容机制：每次扩容都是原来容量大小的2倍
5. 适合大量数据的时候。

Stack

7、Stack的特点

1. Stack继承自Vector，扩展了栈的相关方法。
2. 具有pop、push、peek等方法(LinkedList也有这些方法)。

AbstractSequentialList

8、AbstractSequentialList的作用

1. 实现该接口表明需要sequential access顺序存取数据，例如，链表(linked list)

LinkedList

9、LinkedList的特点

1. LinkedList基于链表实现，插入和删除效率高，访问元素效率低(这是链表的特点)
2. LinkedList可以作为队列、栈来使用。
3. 队列（先进先出）：offerFirst、pollLast
4. 栈（后进先出）：pop、push
5. 非线程安全

10、LinkedList继承的抽象类和实现的接口?

AbstractSequentialList	List	Deque	Cloneable	Serializable
顺序存储数据	有序、可以重复、元素可以为null	可以两端增加和删除数据	可以拷贝，浅拷贝	可序列化

11、LinkedList实现了几个接口?几个抽象类?

1. 4个接口
2. 1个抽象类

AbstractSet

12、AbstractSet抽象类的作用

1. 继承AbstractCollection
2. 实现Set接口，提供了Set接口的骨架实现。

HashSet

13、HashSet和HashMap的区别与相同

HashMap	HashSet
实现了Map接口	实现Set接口
存储键值对	仅存储对象
调用put（）向map中添加元素	调用add（）方法向Set中添加元素
HashMap使用键（Key）计算Hashcode	HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象来说hashcode可能相同(因此使用前要确保重写hashCode（）方法和equals（）方法)
HashMap较快，因为它是使用唯一的键获取对象	HashSet较慢
非线程安全	非线程安全

LinkedHashSet

TreeSet

AbstractQueue

14、AbstractQueue抽象类的作用

1. 继承AbstractCollection

PriorityQueue

ArrayDeque

Collections(2)

SynchronizedList

10、SynchronizedList的特点

1. 线程安全
2. 通过Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())-参数传入任何List就会返回SynchronizedList，使得该List是线程安全的。

SynchronizedMap