java集合学习

HashMap的原理

底层是使用拉链法解决哈希冲突的哈希表，且冲突链表长度超过8会转为红黑树提高检索效率

为什么超过8转为红黑树呢？

链表查询时间复杂度为n,红黑树查询时间复杂度为logn

红黑树的结点要维持左右子树和颜色信息，所占空间是是链表结点的两倍。将阈值设置为8体现了空间与时间的平衡思想。

 

两个参数：初始容量和装载系数，当hashmap的元素数量超过capacity*load factor时，会自动扩容并重新哈希（hashmap的长度一定是2的幂次方）

两个方法：自定义对象放入hashmap，需要重写hashcode和equals方法

编程题：hashmap的排序方法（按键排序与按值排序）

在多线程条件下会的重新哈希会造成元素形成循环链表，导致死循环问题。

按键排序 TreeMap（默认升序）

Map<String, String> map = new TreeMap<String, String>( new Comparator<String>() { public int compare(String obj1, String obj2) { // 降序排序 return obj2.compareTo(obj1); } });

按值排序 Collection排序

//这里将map.entrySet()转换成list List<Map.Entry<String,String>> list = new ArrayList<Map.Entry<String,String>>(map.entrySet()); //然后通过比较器来实现排序 Collections.sort(list,new Comparator<Map.Entry<String,String>>() { //升序排序 public int compare(Entry<String, String> o1, Entry<String, String> o2) { return o1.getValue().compareTo(o2.getValue()); } });

两种迭代方法

（entrySet 进行for each遍历，此外foreach也可以迭代KeySet和values）

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
for(Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()){
    System.out.println("key = " + entry.getKey() + ", value = " + entry.getValue())
}

Itertor迭代(entryset().iterator())

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = map.entrySet().iterator();
while (entries.hasNext()) {
Map.Entry<Integer, Integer> entry = entries.next();
System.out.println("Key = " + entry.getKey() + ", Value = " + entry.getValue());
}

hashmap和hashset转换为列表

new arraylist(set\map);

LinkedHashMap

LinkedHashMap是HashMap的直接子类，二者唯一的区别是LinkedHashMap在HashMap的基础上，采用双向链表(doubly-linked list)的形式将所有entry连接起来，这样是为保证元素的迭代顺序跟插入顺序相同。

增加了一个头结点指向双向链表的第一个结点，遍历linkedHashmap只需要遍历这个双向链表，与哈希表大小无关（遍历不仅与插入顺序相同，而且更快）

但entry的插入删除操作需要维持这个双向链表

应用：FIFO策略的缓存，因为LinkedHashmap存在一个移除最老元素的方法，重写该方法可以在每次插入都删除最老的元素

TreeMap

实现了SortedMap接口，会根据key的大小顺序对Map中的元素进行排序。

红黑树的定义：

1. 每个节点要么是红色，要么是黑色。
2. 根节点必须是黑色
3. 红色节点不能连续(也即是，红色节点的孩子和父亲都不能是红色)。
4. 对于每个节点，从该点至叶子的任何路径，黑色节点的个数相同。

调整：变色与旋转操作

concurrentHashMap原理

JDK1.7前:分段锁机制

concurrenthashmap是保存了一个segment数组，将整个hash表划分为多个分段。

对数据的操作只需对所属的segment加锁，分段内部是线程安全的hashmap

最大并发度受segment个数限制，无法扩充

JDK1.8后：数组+链表+红黑树的底层数据结构，CAS原子操作与synchronize上锁

 

优先级队列：小根堆的实现原理（数组存储，初始化堆和堆的调整操作）