Java面试题之List，Set和Map集合总结大全

Posted 2022-04-22 程序员超时空

常见集合总结

ps：总结不易，转载请注明出处 　—Mr.Song

----| Iterable
----------------| Collection 【描述所有集合共性的接口】
-------------------------------| List接口 【有序，可以重复，有角标的集合】
-------------------------------------------> ArrayList 【】
-------------------------------------------> LinkedList 【】
-------------------------------| Set接口 【无序，不可以重复的集合】
-------------------------------------------> HashSet 【线程不安全，存取速度快，底层是hash实现】
-------------------------------------------> TreeSet 【红黑树数据结构，默认对元素自然排序】

---

----------------| Map 【存储键值对的容器接口，不允许重复】
-------------------------------| HashMap【使用hash映射存储元素】
-------------------------------| TreeMap 【基于红黑树的Map】

ArrayList

• 底层：可变数组
• 源码解析
  ArrayList底层维护了一个Object类型的数组elementData。
  当创建对象的时候，如果不指定容量，则默认初始化elementData数组容量为0（jdk1.8）
  　　　　　　　　　如果指定容量，则初始化elementData数组容量为指定的capacity
  当添加元素的时候，首先判断是否需要扩容，如果不需要，则直接赋值到对应的位置，若需要，
  　　　　　　　　　则先扩容再赋值，
  　　　　　　　　　如果是第一次添加＆需要扩容，则扩容为10
  　　　　　　　　　如果其他次添加&需要扩容，则扩容1.5倍
• 初始容量：jdk7—>10，jdk8—>0

LinkedList

• 底层:双向链表
• 源码分析： LinkedList里面维护了两个节点Node类型变量first和last，分别指向首节点和尾节点
  　　　　　当每次添加元素的时候，需要先将新元素封装成一个Node对象，里面维护了prev和
  　　　　　next属性，分别指向前一个节点和后一个节点。并且将prev属性指向原来尾节点last
  　　　　　如果是第一次添加，则LinkedList中的first和last都指向新对象
  　　　　　如果其他次添加，则需要将LinkedList中的last指向新对象。

HashSet

• 底层：哈希表
• 解析：hashSet实现了Set接口，底层采用的是hash表，实际上采用的是一个HashMap的实例，在HashSet中，所有的元素都是存储到HashMap键值对的key上面，而value有一个统一的值，new Object（），这里借鉴一个HashSet深度剖析
  https://blog.csdn.net/sugar_rainbow/article/details/68257208
• 其它：hashSet不存入相同的元素是因为，重写了hashCode()和equals()

TreeSet

• 底层：红黑树，可以实现元素的自然排序和定制排序
• 解析：treeSet底层是用TreeMap实现的，构造方法中会创建一个TreeMap的实例，用于存放元素。添加元素时，需要先判断当前有无比较器，如果有，则根据比较器的比较规则进行排序，如果没有，则根据元素本身的特性进行排序。借鉴深度剖析https://blog.csdn.net/dch9210/article/details/50951690

HashMap

• 底层：jdk7：数组+链表
  　　　 jdk8: 数组+链表+红黑树
• 解析：jdk8：
  HashMap中维护了Node类型的数组table，初始为null，(jdk7数组类型为Entry，初始为16)
  1.创建对象时，将加载因子loadFactor初始化为0.75，其它成员保持默认值
  2.添加元素时，相当于putVal方法，需要先将元素的key哈希值取出来，并且运算得出在数组中存放索引。
  如果该索引处没有其它元素，那么可以直接存放。
  如果该索引处有其它元素，则需要先判断是否相等，如果相等，则覆盖，否则，继续判断，是否为树结构或者链表结构，根据不同的结构进行不同的处理。
  3.如果需要扩容，则进行相应的扩容。
  如果第一次添加，则扩容table的capacity为16，临界值threshold为12
  如果其他次扩容，则扩容table的capacity为2倍，临界值threshold为2倍。
  4.当链表中节点数>=7 && capacity >=64，则将链表变成树结构

TreeMap

• 底层：红黑树，可以实现对添加元素的key进行自然排序或者定制排序
• 解析：TreeMap基于红黑树实现，该树总处于平衡之中。
  方式一：自然排序
  要求：添加 元素的key的类型，必须实现Comparable接口，并实现compareTo方法
  方式二：定制排序
  要求：构建TreeMap对象时，必须传入Comparator的比较器，并且实现compare方法