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物件,Java集合總結

2022-03-06 06:45:28 後端開發

面向物件

三大基本特征

封裝 - 隱藏物件的屬性和實作細節,僅對外公開介面;

繼承 - 子類繼承父類的特征和行為;

多型 - 同一個行為具有多個不同表現形式或形態的能力,在繼承的基礎上,

五大基本原則

開閉原則(Open Close Principle)- 面向擴展開放,面向修改關閉,

單一職責原則(Single Responsibility Principle)  -  每一個類應該專注于做一件事情,

里氏替換原則(Liskov Substitution Principle)  - 派生類(子類)物件能夠替換其基類(超類)物件被使用,

依賴倒置原則(Dependence Inversion Principle)  - 實作類盡量依賴抽象類,

介面隔離原則(Interface Segregation Principle)  - 盡量拆分龐大臃腫的介面,

 

String

= - 參考傳遞,指向記憶體中的同一個物件,

== - 比較地址(可以為父子類關系)是否相同,

equals - Object中的 equals 方法是==,String類重寫了 equals 方法,判斷的是字符內容是否相同,

clone()為淺拷貝,僅復制所考慮的物件,而不復制它所參考的物件,所有的物件參考仍然指向原來的物件,

hashcode - 物件根據哈希演算法得出的哈希值,它并不是完全唯一的,通常hash集合會先對比code值,如果相等在呼叫equals對比,減少equals呼叫次數,提升效率,

StringBuffer - 執行緒安全,內部方法資料都添加了synchronized同步;

StringBuilder - 非同步,但效率高,

 

多型

多載:一個類中多個方法,方法名一樣,引數不一樣,回傳值也可以不一樣;

重寫:子類對父類的方法的重新實作,在父類中重寫擴展子類的方法,

具體的事物用抽象(汽車),行為操作用介面(駕駛),

 

Java集合

常見集合分兩大類

繼承Collection介面,底層都由陣列實作的 List,Set,Queue;

以及繼承Map介面的HashMap,HashTable等,

 

List(有序串列)

存取順序一致,

 

ArrayList:陣列結構,型別為Object,快速查詢,中間位置插入或者洗掉元素時,需要對陣列前后資料進行移動(復制)、代價比較高;

        add 長度不夠常情況下正常擴容(gorw()方法)1.5倍,如果擴展陣列大小達到最大值,則取最大值,

 

Vector(官方不推薦使用):陣列結構,執行緒安全(只允許一個執行緒寫),java1.0的產物t;

    add 長度不夠常情況下正常擴容(gorw()方法)2倍,

 

Stack(官方不推薦使用):陣列結構,Vector的擴展,先進后出,添加資料時,存放陣列末尾,

 

LinkedList:雙向鏈表結構的List,快速增刪,同時實作了List和Deque介面,可以看作一個順序容器也可以看作一個佇列(Queue),同時又可以看作一個堆疊(Stack);

 

陣列:一種基本型別,必須宣告其長度,順序容器,無法動態調整大小,獲取簡單,查詢一般,增(向后移動)刪(向前移動)復雜,

   對于陣列結構,存盤不夠時會重新分配記憶體,把原來資料拷貝過去,在釋放原記憶體(會容易導致程式性能下降,GC消耗),所以初始化最好估算指定大小,

 

鏈表:離散存盤結構,不需要申明長度,不是連續的,可動態調整大小,獲取復雜,查詢復雜,增刪簡單;

   每個元素都分為資料域和指標域,資料域存盤實際資料,指標域指向下一個元素的地址,

   單向鏈表:每個結點的指標(next)指向下一個結點,最后一個結點指向為null,獲取資料時需要從第一個指標域開始一個個查找到第N個,

   雙向鏈表:結點兩個指標,單向鏈表前提下,第一個結點的pre和最后一個結點的next指向為null;

        獲取資料會判斷下標靠前還是靠后,以此決定從前后鏈表開始查找,

   單向回圈鏈表:在單向鏈表的基礎上,最后一個結點next指向head結點,形成環,

   雙向回圈鏈表:在雙向鏈表的基礎上,第一個結點的pre指向最后一個結點,最后一個結點的next指向第一個結點,形成環,

 

Queue(佇列)

ArrayDeque:陣列結構,支持同時從兩端添加或移除元素,因此又被成為雙端佇列,官方也推薦可用來替代Stack;

       資料不能為null,add 長度不夠常情況下正常擴容(doubleCapacity()方法)2倍,

 

Map(映射)

 

HashMap:陣列+單向鏈表結構,無序的,常用來做統計,鏈表是為了解決哈希沖突的問題,陣列中每一個元素為鏈表,通過key的hash值得到陣列索引,通過索引拿到結點,通過結點獲取鏈表value值;

      存入資料為null會單獨處理,存放在陣列下標為0的位置,如果key值不是null,則根據key計算的hash值,在經過計算(跟陣列長度做位與運算),得到陣列存放的下標,拿到鏈表結點遍歷取到value;

      hash沖突hash值是對key的hashcode再次進行哈希運算之后得到的值(為了避免重復計算,hash值會存在結點的變數上),沖突的產生是由于不同物件的hashCode()相同,但是value不同,此時需要查找到value值進行替換;

      樹化:在java8以后,hash(散列)沖突的話,首先使用鏈地址法(來一個相同的資料,就將它插入到單元對應的鏈表中,超過一定數量不會繼續使用單向鏈表,而是采用紅黑樹存盤,將鏈表結構;

      HashMap的大小只能是2的N次方,默認大小為16,假設你指定20,會自動轉換成32,

 

LinkedHashMap:繼承自HashMap,按插入順序,不同的是它用了雙向鏈表來保證資料的有序,內部實作了LRU演算法,有一個很少用到的建構式,默認引數是false,true就表示使用LRU演算法功能;

         LRU:新資料插入到鏈表頭部,每當快取命中則將資料移到鏈表頭部,當快取滿了,將鏈表尾部的資料移除,

 

HashTable:陣列+單向鏈表結構,無序的,實作跟HashMap大致一樣,HashTable是直接參考hash值判斷,官方已經推薦使用ConcurrentHashMap替換,

 

ConcurrentHashMap:陣列+單向鏈表結構,之前使用分段鎖(如果一個執行緒占用一段,別的執行緒可以操作別的部分),每個segment繼承ReentrantLock,java1.8改成了CAS + synchronized保證并發更新,一把鎖只鎖住一個鏈表或者一棵樹,并發效率更加提升,

 

TreeMap:陣列+單向鏈表結構,自然順序,相比HashMap來說,TreeMap多繼承了一個介面NavigableMap,這個介面決定了TreeMap與HashMap的不同;

       HashMap的key是無序的,TreeMap的key是有序的,也就是自動排序好,

 

Set(無序串列)

通過hashCode()和equals()來保證元素的唯一性,首先通過hashCode判斷可以避免多次equals,提高效率,

 

HashSet:存盤的結構是哈希表,基于HashMap來存盤,資料存入Key中,value使用同一個Object物件,節省記憶體開銷,利用HashMap的hash判斷達到去重的效果,

LinkedHashSet:繼承自HashSet,保證了元素存取的順序,區別在于多了雙向鏈表,內部使用LinkedHashMap來存盤資料,

TreeSet:基于TreeMap來存盤,自然順序,區別是存盤單個物件,不能重復,

 

Collections.synchronizedMap():內部方法把傳入的map物件用synchronized進行上鎖,

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