Java温故知新 - 集合类

一、常用集合类实现

1.ArrayDeque/LinkedList：双端队列的数组和链表实现

2.HashSet/Map：散列表

3.TreeSet/Map：红黑树

实际上，TreeSet在内部使用了TreeMap，当添加新元素时，会向TreeMap放入一个空Object作为值。

3.1 在实现Comparable和Comparator的compare方法时，正数表示：该对象或参数1对象大。

因此，用参数2对象的域值减去参数1的对于域将会产生倒序。

建议：compare()==0时equals()==true

3.2 向TreeSet放入未实现Comparable接口的类会在运行时产生ClassCaseException。

3.3 若构造TreeSet时，传入了自定义的Comparator，则比较时将会以Comparator的compare方法为准。

源码参见：TreeMap的put方法。

public class TreeSetTest {

	public static void main(String[] args) {

		TreeSet<Item> setById = new TreeSet<Item>();
		
		// 1.Exception if Item not implement Comparable interface
		// 	Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: Item cannot be cast to java.lang.Comparable
		
		setById.add(new Item(1, "level 9"));
		setById.add(new Item(2, "level 2"));
		setById.add(new Item(3, "level 5"));
		
		System.out.println(setById);
		
		
		// 2.Use comparator		
		
		TreeSet<Item> setByDesc = new TreeSet<Item>(
				new Comparator<Item>() {
					@Override
					public int compare(Item o1, Item o2) {
						return o1.desc.compareTo(o2.desc);
					}
				});
		setByDesc.addAll(setById);
		
		System.out.println(setByDesc);
	}

}

class Item implements Comparable<Item> {
	
	int id;
	String desc;
	
	Item(int id, String desc) {
		this.id = id;
		this.desc = desc;
	}

	@Override
	public int compareTo(Item o) {
		return id - o.id;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Item [id=" + id + ", desc=" + desc + "]";
	}
	
}

4.ProrityQueue：优先级队列（堆）

5.LinkedHashSet/Map：记录插入顺序（LRU）

public class LRUTest {

	public static void main(String[] args) {
		Map<Item, Integer> lruMap = new LinkedHashMap<Item, Integer>() {
			private static final long serialVersionUID = 1L;

			@Override
			protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Item, Integer> eldest) {
		        return size() > 3;
		    }
		};
		lruMap.put(new Item(1, "111"), 1);
		lruMap.put(new Item(2, "222"), 2);
		lruMap.put(new Item(3, "333"), 3);
		
		lruMap.put(new Item(4, "444"), 4);
		System.out.println(lruMap);
		
		lruMap.put(new Item(5, "555"), 5);
		System.out.println(lruMap);
	}

}

二、常用算法封装

1.排序算法

对集合类排序时，首先将其转成数组，然后通过Arrays.sort方法进行归并排序。

学过算法都知道快速排序是需要额外空间更少，执行更快，这里之所以选取归并

排序是因为它是稳定的，不会破坏相同元素之间的相对顺序。

源码如下：

2.查找算法

对于实现了RandomAccess的数据结构，也就是可以在O(1)时间内定位元素，

那么查找算法将采用直接下标定位的二分查找，在log(N)时间内找到要查找的元素。

否则将通过一个迭代器不断前后移动来定位二分后的位置，实现一种低效些的二分

查找。

源码如下：

indexedBinarySearch和iteratorBinarySearch就是查找算法的两种策略。两个方法的

唯一差别就是定位元素的位置。在indexedBinarySearch方法中，直接通过list.get获得，

而iteratorBinarySearch是通过list上的迭代器不断移动来获得的。

RandomAccess接口的继承层次：

所以对于ArrayList就可以直接通过下标来定位元素，实现二分查找查找。

而对于LinkedList链表，就只能通过iterator不断移动来定位了，显然我们

是没法在O(1)时间内定位链表中的任意元素。

另外注意对于size小于BINARYSEARCH_THRESHOLD(5000)的非RandomAccess数据结构，

也是会采用indexedBinarySearch策略。也就是说当长度小于5000，不通过迭代器而是每次

都从头向后定位到中间的元素的效率是可以接受的。