Java集合类的底层实现探索

Posted 2020-10-03 不黑

List:

　　ArrayList

　　　　首先我们来看看jdk的ArrayList的add方法的源码是如何实现的:　　　　　

　　　　public boolean add(E e) {
　　　　　　ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
　　　　　　elementData[size++] = e;
　　　　　　return true;
　　　　}

　　　　在AarryList类有如下数组的定义

              /**
　　　　* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored. --这是个存储ArrayList元素的数组
　　　　* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer.  ---ArrayList的长度即是数组的长度
　　　　*/
　　　　private transient Object[] elementData;

          　 综上所看,ArrayList底层存储的实现是通过一个数组来实现的

      

       LinkedList

　　上源码:

　　/**
　　* Pointer to first node.
　　* Invariant: (first == null && last == null) ||
　　* (first.prev == null && first.item != null)
　　*/
　　transient Node<E> first;

　　/**
　　* Pointer to last node.
　　* Invariant: (first == null && last == null) ||
　　* (last.next == null && last.item != null)
　　*/
　　transient Node<E> last;

　　/**
　　* Links e as last element.
　　*/
　　void linkLast(E e) {
　　　　final Node<E> l = last;
　　　　final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
　　　　last = newNode;
　　　　if (l == null)
　　　　　　first = newNode;
　　　　else
　　　　　　l.next = newNode;
　　　　size++;
　　　　modCount++;
　　 }

          //在ArrayList内部是有这么一个作为"节点"的内部类的

          private static class Node<E> {
　　　　E item;
　　　　Node<E> next;
　　　　Node<E> prev;

　　　　Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
　　　　　　this.item = element;
　　　　　　this.next = next;
　　　　　　this.prev = prev;
　　　　}
　　}

       个人理解:至此可以猜测到LinkedList底层实现是链表;这里代码只是列举了往集合末尾添加元素的情况，具体看linkLast(E e)这个方法

                      linkLast方法内会根据参数e生成Node,再根据tail具体情况，修改生成node的pre/next指向，存储形式也就是链表啦

 

      Map:

　　    map的底层实现是　　数组+链表

           描述一下map存储key-value的过程:

           　　key和value两个对象put到map的时候，会被封装成Entry<K,V>实体对象；put过程会根据K值生成一个hash码值(int类型,不同的key可能会生成相同的hash码)

                   这个hash码会被当成数组的索引/下标(index)，数组的每个下标对应一个hash码，而一个hash码对应一个链表(链表存储着具有相同hash码的对象)

                  比如: 现在要  map.put("aa","123");  "aa"对应的hash码是121

                                         map.put("bb","123"); "bb"对应的hash码也是121  执行put操作的时候程序会先到数组找到下标为121(也就是hash的数值)的链表，再通过链表存储put进来的对象

         具体代码:

　　　　

　　　　/**
　　　　* Associates the specified value with the specified key in this map.
　　　　* If the map previously contained a mapping for the key, the old
　　　　* value is replaced.
　　　　*
　　　　* @param key key with which the specified value is to be associated
　　　　* @param value value to be associated with the specified key
　　　　* @return the previous value associated with <tt>key</tt>, or
　　　　* <tt>null</tt> if there was no mapping for <tt>key</tt>.
　　　　* (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map
　　　　* previously associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
　　　　*/
　　　　public V put(K key, V value) {
　　　　　　if (key == null)
　　　　　　　　return putForNullKey(value);
　　　　　　　　int hash = hash(key.hashCode());
　　　　　　　　int i = indexFor(hash, table.length);  //找出数组对应的下标
　　　　　　　　for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {  //找到数组内对应下标的链表对象
　　　　　　　　　　Object k;
　　　　　　　　if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {  //原先key已经存在时，覆盖操作
　　　　　　　　　　V oldValue = e.value;
　　　　　　　　　　e.value = value;
　　　　　　　　　　e.recordAccess(this);
　　　　　　　　　　return oldValue;
　　　　　　　　}
　　　　　　}

　　　　　　modCount++;
　　　　　　addEntry(hash, key, value, i);//原先不存在key对应的Entry则在链表后添加
　　　　　　return null;
　　　　　}

 

      Set

         set的特点是无序，不重复

　　　　// Dummy value to associate with an Object in the backing Map
　　　　private static final Object PRESENT = new Object();

　　　　public boolean add(E e) {
　　　　　　return map.put(e, PRESENT)==null;
　　　　}

             以上是HashSet源码，可以看出HashSet底层是通过Map来实现的，不重复实现:e的hash值相同时,Map会采取覆盖的形式，这样就不会有重复了

            Map的无序也就自然导致了HashSet的无序了(hash值求法?HashCode与equals)

 

     "打完收工"....