collection（list，set，map）HashMap

Posted 2021-03-09 lgg20

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了collection（list，set，map）HashMap相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

collection里面有什么子类？（list和set是实现了collection接口的。）　

List：

1.可以允许重复的对象（可重复，有序集合）。
2.可以插入多个null元素。
3.常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。ArrayList 最为流行，它提供了使用索引的随意访问，而 LinkedList 则对于经常需要从 List 中添加或删除元素的场合更为合适。
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Set：

1.不允许重复对象（不可重复，无序集合）。
2 只允许一个 null 元素
3.Set 接口最流行的几个实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。最流行的是基于 HashMap 实现的 HashSet；TreeSet 还实现了 SortedSet 接口，因此 TreeSet 是一个根据其 compare() 和 compareTo() 的定义进行排序的有序集合。而且可以重复。
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Map：

1.Map不是collection的子接口或者实现类。Map是一个接口。
2.不允许重复元素。
3. Map 里你可以拥有随意个 null 值但只能有一个 null （key）键。
4. Map 接口最流行的几个实现类是 HashMap、LinkedHashMap、Hashtable 和 TreeMap。（HashMap、TreeMap最常用）
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List 的实现类有 ArrayList，Vector 和 LinkedList：

ArrayList 和 Vector 内部是数组结构，线程不安全，在查询效率上会高很多。 Vector 是线程安全的，性能会稍慢一些。

LinkedList：是双向链表的数据结构，在做查询时会按照序号索引数据进行前向或后向遍历，查询效率偏低，插入速度较快。

Set 的实现类有 HashSet 和 TreeSet：

HashSet：内部是由哈希表（实际上是一个 HashMap 实例）支持的。集合元素可以是null,但只能放入一个null。无序的。

TreeSet：是二叉树实现的，有序的，或者根据创建 set 时提供的 Comparator 进行排序。

LinkedHashSet：是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但是它同时使用链表维护元素的次序。有序的，查询快，插入慢。当遍历该集合时候，LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。LinkedHashSet在迭代访问Set中的全部元素时，性能比HashSet好，但是插入时性能稍微逊色于HashSet。

Map 的实现类有 HashMap，Hashtable、TreeMap和 LinkedHashMap：

Hashtable：内部存储的键值对是无序的是按照哈希算法进行排序，与 HashMap 最大的区别就是线程安全。键或者值不能为 null，为 null 就会抛出空指针异常。

HashMap：继承Map接口，实现了哈希表，允许null，线程不安全。哈希表结构其实就是数组+链表；在JDK1.8中规定：当链表长度大于8时，链表长度就转换为红黑树，大大提高了查找效率。

TreeMap：基于红黑树 (二叉树) 数据结构实现，按 key 排序，默认的排序方式是升序。

LinkedHashMap：有序的 Map 集合实现类，通过插入排序，相当于一个栈，先 put 进去的最后出来，先进后出。

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Hashmap的数据结构是什么样子的？自己如何实现一个hashmap？

主要数据结构即为数组+链表。默认长度是16。

Hashmap的底层数据结构是由数组+链表组成的，是线程不安全，允许key和value为null。底层结构数组叫哈希桶，而桶内则是链表，链表中的节点Node存放着实际的元素。

HashMap的底层原理是什么？

基于hashing的原理，jdk8后采用数组+链表+红黑树的数据结构。我们通过put和get存储和获取对象。当我们给put()方法传递键和值时，先对键做一个hashCode()的计算来得到它在bucket数组中的位置来存储Entry对象。当获取对象时，通过get获取到bucket的位置，再通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后在返回值对象。

HashMap底层是如何实现的？

HashMap先得到key的散列值，在通过扰动函数（减少碰撞次数）得到Hash值，接着通过hash & （n -1 ），n位table的长度，运算后得到数组的索引值。如果当前节点存在元素，则通过比较hash值和key值是否相等，相等则替换，不相等则通过拉链法查找元素，直到找到相等或者下个节点为null时。

什么是hash（哈希）？

hash的定义：Hash一般翻译为散列，哈希是指一个过程，这个过程就是把任意长度的输入，通过哈希算法，变换成固定长度的输出，所输出的称为哈希值。

Hash的计算规则（算法）?

第一步：调用key.hashCode()。

第二步：用hashCode值高16位异或低16位（右移16位然后与原先的hashCode值异或，即自己的高半区与低半区做异或，这样混合后的低位掺杂了高位的部分信息）：

　　　　return (key==null)?0:h=key.hashCode()^h>>>16;

第三步：取模运算，取模运算：h&(length-1) 其中length为table数组长度。h&（length-1）等价于h%length。

技术图片

Hashmap的哈希怎么求出下标位置？

1、进行哈希散列 hash();
int h=key.hashCode();
2、这里得到的是二进制数：比如：
h=key.hashCode(); //得到的是32位二进制数
** h:0000 0000 0000 1101 0001 0101 0101 1111**
h>>>16:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1101

3、//右移16位
hash=h^(h>>>16):0000 0000 0000 1101 0001 0101 0101 0010
4、转换成二进制后 >>>右移16位和hahsCode值进行位异或.

5、然后index=（16-1）&&hash；index: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010
转换成二进制后index=2就是存储在数组中的下标位置。

HashMap的长度为什么是2的倍数？

在HashMap的操作流程中，首先会对key进行hash算法得到一个索引值，这个索引值就是对应哈希桶数组的索引。为了得到这个索引值必须对扰动后的数跟数组长度进行取余运算。即 hash % n (n为hashmap的长度)，又因为&比%运算快。n如果为2的倍数，就可以将%转换为&，结果就是 hash & (n-1)。所以这就解释了为什么HashMap长度是2的倍数。