java.util.Collection源码分析和深度讲解

java.util.Collection 作为Java开发最常用的接口之一,我们经常使用,今天我带大家一起研究一下Collection接口,希望对大家以后的编程以及系统设计能有所帮助,本文所研究的jdk版本为jdk1.8.0_131。

明确一下几点:

  Collection是接口,其继承了Iterable接口

  Collection属于单值类型集合,重点子接口List接口和Set接口

Java.util.List接口(有序、不唯一)


ArraryList

ArrayList 是一个数组队列,相当于动态数组。与Java中的数组相比,它的容量能动态增长。它继承于AbstractList,实现了List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable这些接口。ArrayList是非同步的,效率高但是线程不安全,Collections.sychromiziedList(new ArraryList<>());可以让那个ArrayList变成线程安全类

ArrayList是基于动态数组实现的,在增删时候,需要数组的拷贝复制。

ArrayList的默认初始化容量是10,每次扩容时候增加原先容量的一半,也就是变为原来的1.5倍

删除元素时不会减少容量,若希望减少容量则调用trimToSize()

它不是线程安全的。它能存放null值。


LinkedList

LinkedList是一个双向循环列表队列

LinkedList是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。

LinkedList实现List接口,能对它进行队列操作。

LinkedList实现Deque接口,即能将LinkedList当作双端队列使用。

LinkedList实现了Cloneable接口,即覆盖了函数clone(),能克隆。

LinkedList实现java.io.Serializable接口,这意味着LinkedList支持序列化,能通过序列化去传输。

LinkedList是非同步的。


Vector

底层是数组,现在已少用,被ArrayList替代,原因有两个:

Vector所有方法都是同步,有性能损失

Vector初始length是10 超过length时 以100%比率增长,相比于ArrayList更多消耗内存

参考资料:https://www.zhihu.com/question/31948523/answer/113357347

总的来说:查询多用ArrayList,增删多用LinkedList。ArrayList增删慢不是绝对的(在数量大的情况下,会有例外):如果增加元素一直是使用add()(增加到末尾)的话,并且不扩容的情况下)一直删除末尾的元素也是ArrayList要快【不用复制移动位置】至于如果删除的是中间的位置的话,还是ArrayList要快!但一般来说:增删多还是用LinkedList,因为上面的情况是极端的~


Java.util.Set接口(无序、唯一)

|——SortedSet接口——TreeSet实现类

Set接口——|——HashSet实现类

|——LinkedHashSet实现类

hashSet

hashSet底层基于hashMap实现,如图:


hashSet中的add()方法,是将对象E放入hashMap中的key的位置,value位置存放的是一个固定的Object,如图:


HashSet是无序唯一的,当元素为自定义对象时,两者的hashCode不同,被认为是不同的元素从而被允许放入HashSet中,但这不符合实际的生产意义,因此需要让其判定位相等,就要重写hashCode(),然而重写HashCode(),会出现重码的bug,因此需要重写equals()来解决

添加元素的时候,如果key(也对应的Set集合的元素)相等,那么则修改value值。而在Set集合中,value值仅仅是一个Object对象罢了(该对象对Set本身而言是无用的)。


也就是说:Set集合如果添加的元素相同时,是根本没有插入的(仅修改了一个无用的value值),从源码(HashMap)中也看出来,==和equals()方法都有使用,具体过程如下:

  新元素的hsah是否等于老元素的hash,如果不相等,则元素不同,如果相等,那么进行第二部比较

  新元素与老元素用“==”进行比较,如果相等,则为同一元素,若不同则进行第三部比较

  新元素和老元素用equals()方法判定是否相等,如果不等则不是同一元素,如果相等那么结果为:两个元素不是同一个对象,程序想把它们当成同一个对象,因此重写了equals方法;


TreeSet

与HashSet是基于HashMap实现一样,TreeSet同样是基于TreeMap实现的。

TreeSet是SortedSet接口的唯一实现类,TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet支持两种排序方式,自然排序和定制排序,其中自然排序为默认的排序方式。向TreeSet中加入的应该是同一个类的对象。


LinkedHashSet

LinkedHashSet是HashSet的一个“扩展版本”,HashSet并不管什么顺序,不同的是LinkedHashSet会维护“插入顺序”。HashSet内部使用HashMap对象来存储它的元素,而LinkedHashSet内部使用LinkedHashMap对象来存储和处理它的元素。

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