电商网站建设课设,用什么软件制作网站,小制作简单易学,网络营销的流程和方法Java 集合是 Java 编程中至关重要的组成部分#xff0c;它为开发者提供了丰富、灵活、高效的数据结构和算法。无论是初学者还是有经验的开发者#xff0c;在使用 Java 进行编程时都会频繁地接触到集合框架。这篇文章将深入探讨 Java 集合的重要性#xff0c;以及为什么它对于… Java 集合是 Java 编程中至关重要的组成部分它为开发者提供了丰富、灵活、高效的数据结构和算法。无论是初学者还是有经验的开发者在使用 Java 进行编程时都会频繁地接触到集合框架。这篇文章将深入探讨 Java 集合的重要性以及为什么它对于编写优秀的应用程序至关重要。 Java 集合框架为我们提供了一个强大的工具箱其中包含了各种不同类型的集合类如列表、集、队列、栈和映射等。这些集合类是用于存储和操作数据的容器它们可以根据不同的需求提供快速、高效地数据访问。无论是存储大量数据、进行高效搜索还是实现特定的数据结构Java 集合类都能满足各种需求。 Java 集合框架的重要性不仅体现在其提供的灵活性和高效性上还体现在其广泛的应用领域。无论是开发桌面应用程序、Web 应用程序、移动应用程序还是大型企业级应用Java 集合类都是不可或缺的工具。开发者可以使用集合类来管理和组织数据实现数据结构简化算法实现以及提供更好的代码可读性和维护性。 此外Java 集合框架也是 Java 标准库中最重要的部分之一广泛应用于大量的第三方库和框架中如 Spring、Hibernate、Apache Commons 等。这些库和框架都基于 Java 集合类构建通过使用集合类我们可以更方便地与这些库和框架进行交互提供更好的集成和扩展性。 Java 集合是 Java 编程中不可或缺的一部分它提供了强大的数据结构和算法的实现对于编写高效、可维护和可扩展的应用程序至关重要。无论是初学者还是有经验的开发者都应该深入了解和熟练使用 Java 集合框架以充分发挥其在应用程序开发中的作用。 目录
一、HashMap是怎么解决哈希冲突的
二、什么是哈希
三、什么是哈希冲突
四、HashMap数据结构
五、哪些数据类型可作为Map的Key
六、String和Integer适合作为Map的key
七、Object作为HashMap的key
八、不直接使用hashCode作为HashMap的table的下标
九、HashMap长度为 2 的幂次
十、HashMap 与HashTable区别
十一、TreeMap
十二、何时用HashMap何时用TreeMap
十三、HashMap 和ConcurrentHashMap 的区别
十四、ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别
十五、ConcurrentHashMap 底层实现原理
十六、Array 和 ArrayList区别
十七、Array和List 之间的转换
十八、comparable 和 comparator 的区别
十九、Collection 和Collections区别
二十、TreeMap 和 TreeSet 排序比较元素
二十一、Collections 的 sort()方法比较元素
二十二、ConcurrentHashMap如何解决hash冲突
二十三、ConcurrentHashMap如何解决分段锁冲突
二十四、HashMap最佳实战
二十五、HashTable最佳实战
二十六、TreeMap最佳实战
二十七、LinkedHashMap最佳实战
二十八、ConcurrentHashMap最佳实战
二十九、HashSet最佳实战
三十、TreeSet最佳实战
三十一、LinkedHashSet最佳实战
三十二、EnumSet最佳实战
三十三、ArrayList最佳实战
三十四、LinkedList最佳实战
三十五、Vector最佳实战
三十六、Collections最佳实战
三十七、Map常用核心API
三十八、LIst常用核心API
三十九、Collections常用核心API 一、HashMap是怎么解决哈希冲突的 HashMap 解决哈希冲突的方法是使用链地址法Chaining。 当多个不同的键映射到哈希桶数组的同一个位置即发生哈希冲突时HashMap 会在该位置维护一个链表或者红黑树的数据结构来存储冲突的键值对。 具体解决哈希冲突的步骤如下 计算哈希值 首先根据键的哈希函数计算出键的哈希值。 映射到数组位置 使用哈希值对数组长度进行取模运算得到键值对在数组中的位置即哈希桶的索引。 插入键值对 如果对应位置上没有键值对则直接插入到该位置。如果对应位置上已经存在键值对则使用键的 equals() 方法来判断是否已存在相同的键。如果存在相同的键则更新对应位置上的值。如果键不同则将新的键值对插入到链表或红黑树中。 在链表的情况下新的键值对会被插入到链表的末尾形成一个链表节点在红黑树的情况下HashMap 会根据键值对数量和阈值的关系来决定是否将链表转化为红黑树。当链表长度超过一定阈值时会将链表转化为红黑树以提高查找、插入和删除等操作的效率。 当需要进行键值对的查找时HashMap 会根据哈希值计算键的位置在对应位置的链表或红黑树中进行查找通过键的 equals() 方法来判断是否找到匹配的键值对。 通过链地址法HashMap 能够有效地解决哈希冲突使得各个键值对能够均匀地分布在哈希桶数组中并提供快速的查找和插入等操作。 二、什么是哈希 哈希Hash是一种将任意长度的输入数据转换为固定长度输出的算法或函数。 哈希算法通过将输入数据也称为消息经过计算、混合和压缩等过程生成一个称为哈希值Hash Value或摘要Digest的固定长度字符串。哈希值通常由一串数字和字母组成具有固定的位数。 哈希算法具有以下特点 固定长度输出 无论输入数据的长度如何哈希算法都会生成固定长度的哈希值。 唯一性 不同的输入数据很难产生相同的哈希值。但由于哈希算法的输出固定长度因此会存在哈希冲突即不同输入数据产生相同哈希值的情况。 不可逆性 无法从哈希值中还原出原始的输入数据。即使输入数据发生细微的变化哈希值也会截然不同。 高速计算 哈希算法能够在较短的时间内生成哈希值使其适用于大规模数据的处理和查找。 哈希算法在计算机科学和密码学中被广泛应用。在计算机领域哈希算法常用于数据索引、数据校验、密码存储、消息摘要等方面。在密码学中哈希算法用于数字签名、消息认证码、密钥派生等安全应用。 常见的哈希算法有 MD5、SHA-1、SHA-256 等不同的算法具有不同的哈希值长度和计算复杂度选择适合的哈希算法取决于具体的应用需求和安全性要求。 三、什么是哈希冲突 哈希冲突Hash Collision是指在哈希表或哈希算法中不同的输入数据经过哈希函数计算后得到相同的哈希值的情况。 由于哈希算法的输出是固定长度的哈希值而输入数据的长度和取值范围是不受限制的所以在输入数据量大于哈希值范围时必然会出现不同的输入数据映射到同一个哈希值的情况即哈希冲突。 哈希冲突是不可避免的因为无论哈希函数多么优秀输入空间的数据量总是大于哈希表存储空间的大小。 哈希冲突可能会对哈希表的性能和功能造成影响主要体现在以下几个方面 查找效率下降 当多个不同的键映射到哈希表的同一个位置时需要遍历链表或红黑树来查找对应的键值对导致查找效率降低。 存储冲突处理 当发生哈希冲突时需要额外的数据结构如链表或红黑树来存储冲突的键值对这增加了空间的使用。 哈希表性能下降 当哈希冲突较严重时会导致哈希表的负载因子增加进而影响哈希表的性能例如插入、删除和查找等操作。 为了解决哈希冲突常用的方法是使用开放地址法Open Addressing或链地址法Chaining。 开放地址法在发生哈希冲突时将键值对插入到离冲突位置最近且尚未被占用的空闲位置。常用的开放地址法包括线性探测、二次探测和双重哈希等。 链地址法在哈希表的每个位置上保持一个链表或红黑树哈希冲突时将新键值对插入到链表或红黑树的末尾。Java 的 HashMap 就是使用链地址法来解决哈希冲突的。 通过合理选择和设计哈希函数以及合适的冲突解决方法可以减少哈希冲突的发生提高哈希表的性能和散列均匀性。 四、HashMap数据结构 Java中保存数据有两种比较简单的数据结构数组和链表。 数组的特点录址容易插入和删除困难。链表的特点寻址困难但插入和删除容易。数组和链表结合在一起发挥两者各自的优势就可以使用两种方式链地址法和开放地址法可以解决哈希冲突。 结构如下图所示 链表法就是奖相同的hash 值的对象组织成一个链表放在 hash 值对应的槽位开放地址法是通过一个控测算法当某个槽位已经被占据的情况下继续查找下一个可以使用的槽位。 相比于 hashCode 返回的 int 类型我们 hashMap 初始的容量大小 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY 1 4即2的4次方 16要远小于 int 类型的范围所以我们如果只是单纯的用 hashCode 取余来获取对应的 buchet 这将会大大增加哈希碰撞的概率并且最坏情况下还会将 HashMap 变成一个单链表所以我们还需要对 hashCode 作一定的优化。 hash() 函数 哈希容易冲突的主要是因为使用hashCode 取余那么相当于参与运算的只有 hashCode 的低位高位是没有起到任何作用所以我们是让 hashCode 取值出的高位也参与运算进一步降低 hash 碰撞的概率使得数据分布更平均这种操作称为 扰动。 static final int hash(Object key) {int h;// 与自己右移 16 位进行异或运算高低位异或return (key null) ? 0 : (h key.hashCode()) ^ (h 16);} 总结HashMap 使用了哪些方法来有效解决哈希冲突的 链表法就是将相同 hash 值的对象组织成一个链表在 hash 值对应的槽位开放地址法是通过一个探测算法当某个槽位已经被占据的情况下继续查找下一个可以使用的槽位。 五、哪些数据类型可作为Map的Key 几乎任何类型都可以作为 Map 的键key但需要满足两个条件 不可变性作为 Map 的键的对象必须是不可变的。这是因为 Map 的键是用于在哈希表中进行查找和比较的如果键的值发生改变可能导致无法正确找到对应的值。 唯一性作为 Map 的键时对象必须保证唯一性。即在 Map 中的键不能重复每个键只能对应一个值。这是因为 Map 是基于键值对的数据结构如果有两个键具有相同的值可能会导致混淆和错误。 常见的可以作为 Map 键的类型包括 基本数据类型如整型、字符型等及其包装类字符串类型枚举类型不可变类型的类如 LocalDate、LocalTime 等自定义类需要正确实现 equals() 和 hashCode() 方法以保证唯一性和正确的比较和查找。 需要注意的是对于自定义类作为 Map 的键时必须正确实现 equals() 和 hashCode() 方法。equals() 方法用于比较两个键的值是否相等hashCode() 方法用于计算键的哈希码保证在哈希表中存储和查找键值对的效率。如果不正确实现这两个方法可能会导致键无法正确比较和查找或者出现意想不到的问题。 综上所述任何类型都可以作为 Map 的键但需要满足不可变性和唯一性的条件并且对于自定义类需要正确实现 equals() 和 hashCode() 方法。 六、String和Integer适合作为Map的key HashMap 中 String、Integer 类型适合作为键key的原因包括以下几点 不可变性String 和 Integer 对象都是不可变的一旦创建其值就不能被修改。这符合作为 Map 键的基本要求可以避免在作为键时发生意外的修改。 唯一性String 和 Integer 对象具有良好的唯一性相同的字符串或整数具有相同的值因此可以保证在 HashMap 中的键是唯一的。 良好的哈希性能String 和 Integer 类都有良好的哈希算法它们的哈希码分布均匀能够最大程度避免哈希冲突保证了 HashMap 在不同键的存储和查找效率。 方便性String 作为键能够提供良好的可读性和易用性。在实际开发中常常需要使用字符串来作为键来表示各种属性和标识。 String 和 Integer 作为 HashMap 的键是非常适合的它们满足了键的不可变性、唯一性和良好的哈希性能同时也具有较好的可读性和易用性。因此在使用 HashMap 时String 和 Integer 类型通常是首选的键类型。 七、Object作为HashMap的key 重写HashCode() 和 equals()方法 唯一性要求: 作为 HashMap 的键Object 对象需要满足唯一性要求。即在 HashMap 中的键不能重复每个键只能对应一个值。为了保证唯一性你需要在自定义的类中正确实现 equals() 和 hashCode() 方法以便进行键的比较和哈希计算。 不可变性优势: 如果 Object 类的子类是不可变的比如 String 类那么使用它作为键是非常合适的因为不可变性能够确保键的值在作为键时不会被修改。 正确实现的重要性: 如果自定义类作为 Object 的子类并作为 HashMap 的键你需要确保正确实现了 equals() 和 hashCode() 方法。如果没有正确实现这两个方法HashMap 将不能正确比较和查找键值对。 需要特别注意的是当使用自定义类作为键时为了保证正确性和可靠性要确保在自定义类的属性中使用的所有对象都正确实现了 equals() 和 hashCode() 方法。 Object 类型可以作为 HashMap 的键但需要满足唯一性的要求并要正确实现 equals() 和 hashCode() 方法。另外不可变的子类更适合作为键以确保键的值不会被修改。 八、不直接使用hashCode作为HashMap的table的下标 hashCode() 方法返回的是 int 整数类型其范围为 -(2 ^31) ~ (2 ^ 31 - 1)达40亿个映射空间而HashMap的容量范围是在16 2^30HashMap 通常情况下是取不到最大值的并且设备上也难以提供这么多的存储空间从而导致通过 hashCode() 计算出的哈希值可能不在数组大小范围内进而无法匹配存储位置 解决 HashMap 自己实现了自己的 hash() 方法通过两次扰动使得它自己的哈希值高低位行进行异或运算降低哈希碰撞也使得数据分布更平均在保证数组长度为2 的幂次方的时候使用hash() 运算之后的值与运算 () (数组长度 - 1) 来获取数组下标的方式进行存储这样一来是比取余操作更加有效率二来也是因为只有当数组长度为 2 的幂次方时h (length - 1) 才等价于 h%length三来解决了“哈希值与数组大小范围不匹配”的问题。 九、HashMap长度为 2 的幂次 HashMap 的长度被设计为 2 的幂次方是出于哈希算法和优化的考虑。这种选择可以带来以下几个好处 更高的散列性能HashMap 使用一个哈希函数将键的哈希码映射到某个数组的索引位置上。如果数组长度是 2 的幂次方这样就可以通过对哈希码进行位运算来计算索引值使得计算出的索引分布更加均匀减少哈希冲突的概率。 更高的性能和更少的冲突如果哈希码的分布不均匀会导致冲突的增加使得需要进行更多的键比较和链表遍历操作从而降低 HashMap 的性能。使用长度为 2 的幂次方的数组可以提高散列性能减少冲突从而提升 HashMap 的性能。 更好的空间利用率长度为 2 的幂次方的数组在分配内存时更加高效。对于长度为 2 的幂次方的数组计算索引的位运算操作可以用位运算符代替模运算符因为 (length - 1) hash 的结果等同于 hash % length但是位运算的性能更高。 方便的扩容长度为 2 的幂次方的数组在扩容时更容易处理。当需要扩容时HashMap 可以通过将原来数组的大小翻倍并且将键重新分配到新的索引位置上而无需重新计算所有键的索引位置。这样可以减少扩容操作的成本。 将 HashMap 的长度设计为 2 的幂次方是为了提高散列性能、减少冲突、优化空间利用率以及方便的扩容操作。这种设计选择能够提高 HashMap 的效率和性能。 十、HashMap 与HashTable区别 HashMap 和 HashTable 都是用于存储键值对的数据结构但它们之间存在几个重要的区别 1.线程安全性: HashMap 不是线程安全的可以在多线程环境下使用但需要外部同步来保证线程安全。HashTable 是线程安全的对其操作是同步的。虽然提供了线程安全性但由于是在每个方法上加上了 synchronized 关键字因此会导致在多线程环境下的性能有所下降。 2.继承关系: HashMap 继承自 AbstractMap 类实现了 Map 接口属于 Java Collections Framework 的一部分。HashTable 继承自 Dictionary 类实现了 Map 接口但是Dictionary类已经被废弃了。 3.Null键值的处理: HashMap 允许键和值为 null即可以有一个键为 null 的键值对并且可以有多个值为 null 的键值对。HashTable 不允许键或值为 null如果键或值为 null将会抛出 NullPointerException。 4.初始容量和扩容: HashMap 的初始容量为 16负载因子为 0.75。当 HashMap 中的元素个数超过负载因子与容量的乘积时会进行扩容操作。HashTable 需要在构造方法中指定初始容量和负载因子但不会进行自动扩容而是在每次容量超出当前值时容量翻倍加一重新计算哈希导致性能下降。 5.迭代器的支持: HashMap 的迭代器是 fail-fast 的如果在迭代过程中 HashMap 发生结构上的改变会抛出 ConcurrentModificationException 异常。HashTable 的迭代器是 fail-safe 的它不会抛出 ConcurrentModificationException 异常因为迭代过程中对 HashTable 的结构进行修改时会将其复制一份以避免并发修改异常。 HashMap 是较新的实现它提供更好的性能并且更灵活而 HashTable 是早期的实现因为它是线程安全的所以在多线程环境中使用。在单线程环境下一般推荐使用 HashMap。 十一、TreeMap TreeMap 是 Java 中的一个基于红黑树Red-Black tree实现的有序映射表SortedMap它继承自 AbstractMap 类实现了 NavigableMap 接口。与 HashMap 不同TreeMap 中的键值对是有序的它根据键的自然顺序或者自定义的比较器进行排序。 TreeMap 的特点包括 有序性 TreeMap 中的键值对是有序的它可以根据键的自然顺序或者自定义的比较器进行排序。这使得可以按照键值对的顺序进行迭代或者查找最接近某个键的键值对。 基于红黑树实现 TreeMap 的内部实现基于红黑树数据结构这保证了在增删改查操作的时间复杂度上有较好的性能表现。红黑树是一种自平衡的二叉查找树能够保证常数时间的查找、插入和删除操作。 线程不安全 TreeMap 不是线程安全的在多线程环境下需要外部同步来确保线程安全。 元素唯一性 TreeMap 中的键是唯一的值可以重复。 TreeMap 主要用于需要按照键的顺序进行遍历或查找的场景它提供了一系列的方法来处理有序的键值对集合。可以通过比较器或者自然顺序进行排序并支持按照指定范围查找键值对或者高效地进行插入、删除以及查找操作。 TreeMap 是一个基于红黑树实现的有序键值对集合提供了按照顺序遍历和查找的能力适用于需要有序存储和操作键值对的场景。 十二、何时用HashMap何时用TreeMap 在选择使用 HashMap 还是 TreeMap 时需要根据具体的需求和场景进行考量 使用 HashMap 的情况 如果不需要对键值对进行排序只关心快速的查找、插入和删除操作可以选择使用 HashMap。HashMap 能够在 O(1) 的时间复杂度内完成这些操作平均情况下。 如果不用关心键值对之间的顺序关系而只是简单地将键映射到值那么 HashMap 是一个更简单、更高效的选择。 如果键值对的唯一性不是必须的即键可以重复可以选择 HashMap。HashMap 允许键为 null并且允许多个键对应相同的值。 使用 TreeMap 的情况 如果需要对键值对进行排序并且希望按照键的自然顺序或者自定义的比较器进行排序可以选择使用 TreeMap。TreeMap 提供了根据键排序的能力可以在按照顺序遍历键值对或者查找特定范围内的键值对时提供便利。 如果需要查找某个范围内的键值对比如查找大于或小于某个键的所有键值对可以选择 TreeMap。TreeMap 提供了相关的方法用于高效地处理这些需求。 如果可以接受性能略低一些的情况下TreeMap 提供了更严格的有序性保证对于需要按照顺序进行操作的场景来说是一个更合适的选择。 当需要快速的查找、插入和删除操作并且不关心顺序时可以选择使用 HashMap。而当需要有序性保证以及相关的有序操作时可以选择使用 TreeMap。 十三、HashMap 和ConcurrentHashMap 的区别 HashMap 和 ConcurrentHashMap 都是 Java 中用于存储键值对的数据结构但它们在多线程环境下的线程安全性和性能方面有一些区别 1.线程安全性 HashMap 不是线程安全的数据结构对于多线程环境下的并发操作需要使用外部同步手段来确保线程安全。ConcurrentHashMap 是线程安全的数据结构它采用了锁分段技术Segment将整个数据结构分成多个独立的段Segment每个段维护着一个锁不同的段可以被不同的线程同时访问和修改提供了更细粒度的并发控制。 2.性能 HashMap 在多线程环境下由于需要使用外部同步手段来保证线程安全因此性能可能不如 ConcurrentHashMap尤其是在高并发情况下由于锁的竞争可能会导致性能下降。ConcurrentHashMap 在多线程环境下由于采用了锁分段技术不同的段可以被不同的线程独立访问可以提供更好的并发性能。不同线程可以同时读取不同的段在写入操作时只需要锁住对应的段而不会影响其他段的读写操作。 3.锁粒度 HashMap 的整个数据结构在并发环境下只能被一个线程访问锁住整个数据结构这样可能导致性能瓶颈和竞争问题。ConcurrentHashMap 通过将数据结构分解为多个段不同的段可以被不同的线程同时访问每个段内部是线程安全的同时多个线程可以并发地读取和写入不同的段提供了更细粒度的并发控制减少了竞争和锁争用。 HashMap 适合在单线程环境或者非常低并发的环境下使用而 ConcurrentHashMap 适合在多线程环境下需要高并发性能和线程安全的场景下使用特别是在读写操作都很频繁的情况下。 十四、ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别 ConcurrentHashMap 和 Hashtable 都是用于多线程环境下的线程安全的哈希表但它们在实现上有一些区别主要包括以下几点 1.实现方式 Hashtable 是早期的 Java 类它是线程安全的内部使用 synchronized 来保证线程安全。这意味着对 Hashtable 的所有读写操作都是同步的即一个线程在进行写操作时其他线程无法进行读写操作进而导致性能瓶颈。ConcurrentHashMap 是在 Java 5 中引入的它使用了更先进的锁分段lock striping技术将整个数据结构分为多个段在默认情况下有 16 个段不同的段可以被不同的线程同时访问提供了更细粒度的并发控制因此在高并发情况下性能更好。 2.线程安全性 Hashtable 是线程安全的所有的操作都是同步的但是在高并发情况下由于使用了全局锁性能会受到影响。ConcurrentHashMap 也是线程安全的但采用了更先进的锁分段技术可以提供更好的并发性能。 3.Null 值 Hashtable 不允许 null 作为键或值任何试图插入 null 的操作都会抛出 NullPointerException。ConcurrentHashMap 允许 null 作为键或值。 4.迭代器 对于 Hashtable迭代器是 fail-fast 的快速失败当在迭代过程中对集合结构进行了修改会抛出 ConcurrentModificationException 异常。ConcurrentHashMap 的迭代器不是 fail-fast 的允许在迭代过程中对集合结构进行修改。 总的来说ConcurrentHashMap 相对于 Hashtable 在并发性能上有优势由于使用了锁分段技术可以提供更好的并发性能而 Hashtable 则是一个早期的线程安全的哈希表实现因为使用了全局锁所以在高并发环境下性能可能不如 ConcurrentHashMap。同时注意到 ConcurrentHashMap 相对宽松一些允许 null 作为键或值而 Hashtable 则不允许。 十五、ConcurrentHashMap 底层实现原理 ConcurrentHashMap 是 Java 中并发安全的哈希表实现它使用了锁分段技术来提供更好的并发性能。下面是它的底层实现原理 1.分段数组结构 ConcurrentHashMap 内部维护一个 Segment 数组每个 Segment 是一个独立的哈希表继承自 ReentrantLock 并实现了 Serializable 接口。Segment 是 ConcurrentHashMap 并发控制的基本单元可以看作是一个小型的 HashMap。 2.数据插入 ConcurrentHashMap 将传入的键值对通过哈希函数计算出对应的 Segment 的索引。每个 Segment 维护一个独立的哈希表数据在插入时只需要锁住对应的 Segment保证线程安全而不需要锁住整个哈希表。如果多个线程需要写入不同的 Segment它们可以并发地进行写操作提高了并发性能。 3.数据读取 数据的读取操作在 ConcurrentHashMap 中不需要加锁并发读取是安全的。各个 Segment 内部的哈希表是线程安全的读取操作可以并发进行不会出现数据不一致的情况。 4.扩容 ConcurrentHashMap 的扩容是针对每个 Segment 单独进行的可以实现并发扩容。扩容过程中每个 Segment 只会锁住自己的哈希表其他的 Segment 还可以并发进行读写操作。 ConcurrentHashMap 的底层实现通过锁分段技术将整个哈希表分割成多个小的 Segment每个 Segment 维护一个独立的哈希表。这样可以提供更细粒度的锁定粒度实现对不同段的并发访问。通过这种方式ConcurrentHashMap 在高并发环境下能够获得更好的性能和并发控制能力。 十六、Array 和 ArrayList区别 Array 和 ArrayList 都是 Java 中用于存储多个元素的数据结构但它们有一些区别 1.数据类型 Array 是 Java 中的数组用于存储固定长度的相同类型的元素。ArrayList 是 Java 中的动态数组它实际上是基于数组实现的可以动态增长和缩小并且可以存储不同类型的元素通过泛型实现。 2.长度 Array 一旦创建后其长度就固定不变无法增加或减少。ArrayList 的长度是可变的可以动态增加或删除元素根据需要进行扩容或缩容。 3.使用方法 Array 在定义时需要指定数组的长度可以通过索引直接访问和修改数组中的元素如 array[0] 1。ArrayList 创建后不需要指定初始长度可以通过调用 add() 方法不断向其中添加元素也可以通过 get() 方法获取元素而且还支持其他便捷的操作方法。 4.原生类型 Array 可以存储原生类型如 int、char 等也可以存储对象类型。ArrayList 只能存储对象类型对于原生类型需要使用其对应的包装类作为元素类型如 Integer、Character。 Array 是静态数组长度固定且存储相同类型的元素而 ArrayList 是动态数组长度可变可以存储不同类型的元素并提供了更多便捷的操作方法。在实际开发中ArrayList 更加灵活使用更为广泛。 十七、Array和List 之间的转换 可以使用一些方法来实现数组Array和列表List之间的转换。下面我将介绍几种常用的转换方式 1.数组转换为列表 String[] array {a, b, c};
ListString list Arrays.asList(array);使用 Arrays 类的 asList() 方法可以将数组转换为列表示例如下 2.列表转换为数组 ListString list new ArrayList();
list.add(a);
list.add(b);
list.add(c);
String[] array list.toArray(new String[0]); // 这里的参数是数组的类型和大小也可以传入新的数组来存储使用 List 的 toArray() 方法可以将列表转换为数组示例如下 3.使用循环逐个转换 // 数组转换为列表
String[] array {a, b, c};
ListString list new ArrayList();
for (String s : array) {list.add(s);
}// 列表转换为数组
ListString list new ArrayList();
list.add(a);
list.add(b);
list.add(c);
String[] array new String[list.size()];
list.toArray(array);可以使用 for 循环逐个将数组中的元素添加到列表中或者将列表中的元素添加到数组中示例如下 这些方法可以在数组和列表之间方便地进行转换但需要注意的是数组和列表在内部实现和特性上存在一些差异转换时需要留意可能涉及到的类型转换和数据丢失的情况。 十八、comparable 和 comparator 的区别 Comparable 和 Comparator 是 Java 中用于比较对象的两种不同方式。它们有以下区别 Comparable: Comparable 是 Java 提供的接口要实现 Comparable 接口需要在自定义的类中实现 compareTo() 方法。Comparable 接口的实现类可以实现对象自身的默认排序规则。当使用 Comparable 进行比较时比较逻辑是被比较对象调用 compareTo() 方法来和另一个对象进行比较。 Comparator: Comparator 是 Java 提供的接口要实现 Comparator 接口需要在自定义的类中实现 compare() 方法。Comparator 接口的实现类可以提供多种不同的比较规则实现自定义排序。当使用 Comparator 进行比较时需要创建一个 Comparator 实例并调用 compare() 方法来进行对象的比较。 Comparable 是对象自身的内部比较逻辑对象类内部实现 compareTo() 方法来定义比较规则而 Comparator 是外部比较逻辑需要通过实现 compare() 方法来定义不同的比较规则可以为同一个对象类提供多种不同的排序方式。使用 Comparable 和 Comparator 的选择取决于具体的需求如果需要对象自身定义默认的比较规则可以使用 Comparable如果需要根据不同的需求定制多种比较规则则可以使用 Comparator。 十九、Collection 和Collections区别 Collection 和 Collections 是 Java 中两个不同的概念它们有着完全不同的含义和用途。 Collection Collection 是 Java 中表示一组对象的接口它是集合框架的根接口继承自 Iterable 接口。它代表一组对象这些对象也称为集合中的元素。Collection 接口派生出了 List、Set 和 Queue 等子接口它们分别代表着不同类型的集合。 Collections Collections 是 Java 中的一个实用类位于 java.util 包中它包含了一系列静态的实用方法用于操作集合或集合中的元素。这些方法包括对集合进行排序、搜索、同步等操作。 可以明显看出 Collection 是表示一组对象的接口而 Collections 是包含一些静态实用方法的类。它们的关系是 Collection 表示的是数据的集合而 Collections 包含的是用于操作集合的工具方法。 二十、TreeMap 和 TreeSet 排序比较元素 在 TreeMap 和 TreeSet 中元素的排序是通过比较元素的方式进行的。 TreeMap 排序 在 TreeMap 中元素的排序是基于每个元素的键值进行的。当我们将元素插入到 TreeMap 中时TreeMap 会根据键值对元素进行排序。要实现排序元素的键值必须实现 Comparable 接口或者在创建 TreeMap 时提供一个 Comparator 对象来指定排序规则。根据实现的 Comparable 接口或指定的 Comparator 对象TreeMap 会在内部调用 compareTo() 或 compare() 方法来比较元素的键值以确定元素的排序位置。 TreeSet 排序 在 TreeSet 中元素的排序是基于元素本身进行的。当我们将元素插入到 TreeSet 中时TreeSet 会根据元素比较器进行排序。要实现排序元素必须实现 Comparable 接口或者在创建 TreeSet 时提供一个 Comparator 对象来指定排序规则。根据实现的 Comparable 接口或指定的 Comparator 对象TreeSet 会在内部调用 compareTo() 或 compare() 方法来比较元素以确定元素的排序位置。 无论是 TreeMap 还是 TreeSet通过实现 Comparable 接口或使用 Comparator 对象我们可以指定元素的排序规则。在排序过程中通过调用元素的 compareTo() 或 compare() 方法进行元素间的比较以确定排序位置。 二十一、Collections 的 sort()方法比较元素 Collections 的 sort() 方法使用元素的自然顺序或者指定的 Comparator 来比较元素。 如果元素实现了 Comparable 接口 当调用 Collections.sort() 方法时会使用元素自身的 compareTo() 方法来进行比较。元素类必须实现 Comparable 接口并覆盖 compareTo() 方法来定义比较规则。sort() 方法将根据 compareTo() 方法的返回值来进行排序。 如果没有实现 Comparable 接口 当调用 Collections.sort() 方法时必须提供一个自定义的 Comparator 对象作为参数。这个 Comparator 对象将调用 compare() 方法来比较元素并根据 compare() 方法的返回值来进行排序。 Collections.sort() 方法在比较元素时要么使用元素自身的 compareTo() 方法要么使用指定的 Comparator 的 compare() 方法根据比较结果来进行排序。因此通过实现 Comparable 接口或者提供自定义的 Comparator 对象可以在 sort() 方法中指定元素的排序规则。 二十二、ConcurrentHashMap如何解决hash冲突 ConcurrentHashMap 是 Java 中用于多线程环境下的线程安全的哈希表实现它使用了一个称为分段锁Segment的机制来实现并发访问。在解决哈希冲突方面ConcurrentHashMap 采用了以下几种机制 分段数组结构ConcurrentHashMap 使用一个名为 Segment 的数组来保存键值对每个 Segment 就相当于一个小的 HashMap它们之间相互独立可以独立进行操作这样不同的线程可以同时访问不同的 Segment从而减小了并发冲突的可能性。 使用分段锁ConcurrentHashMap 中的每个 Segment 都包含一个独立的锁。当进行插入、更新、删除等操作时只会锁住当前操作涉及到的那个 Segment而不会影响其他的 Segment。这样不同的线程可以同时对不同的 Segment 进行操作从而提高并发性能。 哈希桶内部的解决冲突在同一个 Segment 内部ConcurrentHashMap 使用链表或红黑树等数据结构来解决哈希冲突同一时刻对不同的桶进行操作不会影响其他桶的操作。 总的来说ConcurrentHashMap 通过使用分段数组结构、分段锁以及内部的哈希冲突解决机制来保证在多线程环境下的线程安全性和性能。这样即使有多个线程同时对 ConcurrentHashMap 进行操作也能有效地减小冲突保证并发的安全性和性能。 二十三、ConcurrentHashMap如何解决分段锁冲突 ConcurrentHashMap 在解决分段锁Segment冲突方面采取了一些策略来保证并发性能和线程安全性 分段数组结构ConcurrentHashMap 内部使用一个包含多个 Segment 的数组结构每个 Segment 就是一个小的哈希表不同的线程可以同时操作不同的 Segment从而减小了并发操作所需的锁的粒度。这样可以使得并发访问时只需锁住某个特定的 Segment而不会影响到其他的 Segment从而减小了锁的竞争提高了并发性能。 独立的锁每个 Segment 都有自己的独立锁这意味着不同的线程可以同时对不同的 Segment 进行操作从而降低了并发冲突。当进行更新、插入或删除操作时线程只需要锁定对应的 Segment不会影响其他线程对其他 Segment 的访问这种设计减小了锁的粒度提高了并发的吞吐量。 细粒度的操作在 Segment 内部ConcurrentHashMap 使用链表或红黑树等数据结构来解决哈希冲突这种内部的数据结构能够支持细粒度的操作不同的线程在同一时间可以操作不同的链表节点或树节点互不干扰提高了并发性能。 ConcurrentHashMap 通过使用分段数组结构和独立的锁有效地降低了并发操作时锁的粒度提高了并发性能。同时在每个 Segment 内部采取了细粒度的操作通过链表或红黑树等数据结构来解决哈希冲突保证了并发操作的安全性和性能。 二十四、HashMap最佳实战 以下是使用 HashMap 的最佳实践 使用具体的类型作为键尽量使用具体的类型作为 HashMap 的键避免使用过于抽象的对象作为键因为不同对象可能有相同的 hashCode 和相等性这会导致意外的覆盖或错误的查找。 覆盖 hashCode 和 equals 方法如果自定义了一个类作为 HashMap 的键务必要覆盖 equals() 和 hashCode() 方法以确保对象的相等性和哈希码的计算是基于对象的内容而不是引用。这样可以保证 HashMap 正确地进行对象的查找、插入和删除操作。 初始化容量在创建 HashMap 对象时可以通过构造函数初始化容量尽量根据实际需求给予一个合理的初始容量。这样可以避免频繁的扩容操作提升性能。 指定负载因子负载因子是用来衡量 HashMap 的空间利用率的因子默认值为0.75。可以根据实际情况调整负载因子以平衡空间利用率和性能。 使用泛型在使用 HashMap 时尽量使用泛型来指定键和值的类型以增加代码的类型安全性和可读性。 遍历时使用迭代器在遍历 HashMap 时推荐使用迭代器来进行遍历这样可以避免并发修改异常并且在遍历过程中可以安全地对 HashMap 进行增删操作。 考虑线程安全性HashMap 是非线程安全的如果在多线程环境下使用 HashMap可以考虑使用 ConcurrentHashMap 或者使用适当的同步机制如使用 Collections.synchronizedMap() 方法包装 HashMap。 注意键的不可变性作为 HashMap 的键的对象应当是不可变的以避免在键的哈希值发生改变时导致 HashMap 中的键无法正确获取。 以上是一些使用 HashMap 的最佳实践根据不同的实际场景和需求可能还会有其他的最佳实践。 二十五、HashTable最佳实战 以下是使用 HashTable 的最佳实践 使用具体的类型作为键和值在 HashTable 中尽量使用具体的类型作为键和值而不是使用抽象的类型这样可以避免意外的覆盖或错误的查找。 覆盖 equals 和 hashCode 方法如果自定义了一个类作为 HashTable 的键务必要覆盖 equals() 和 hashCode() 方法以确保对象的相等性和哈希码的计算是基于对象的内容而不是引用。这样可以保证 HashTable 正确地进行对象的查找、插入和删除操作。 初始化容量和负载因子HashTable 在创建时可以指定初始容量和负载因子。根据实际情况和预期的数据量合理设置初始容量和负载因子可以减少扩容的次数提高性能。 避免空值HashTable 不允许空键或空值如果需要存储空对象可以使用 NullObject 模式或者添加判断逻辑。 线程安全性HashTable 是线程安全的可以在多线程环境下使用。但是需要注意虽然 HashTable 的方法是同步的但是多个方法调用之间并不能保证线程的原子性如果需要更高级别的线程安全性可以考虑使用 ConcurrentHashMap 。 不建议使用 HashTable 的迭代器进行删除操作HashTable 的迭代器Enumeration不支持在遍历的过程中进行删除操作如果需要在遍历过程中进行删除建议使用 Iterator 进行操作。 考虑性能影响HashTable 的实现是通过 chaining拉链法解决哈希冲突插入和查找的时间复杂度为 O(1)但是在哈希冲突较多的情况下性能可能下降。因此合理选择合适的哈希函数和调整初始容量和负载因子等参数可以提高性能。 这些是使用 HashTable 的一些最佳实践需要根据实际需求和场景进行调整和补充。同时也要注意 HashTable 在 Java 8 中已被推荐使用更先进的 ConcurrentHashMap 来替代。 二十六、TreeMap最佳实战 以下是使用 TreeMap 的最佳实践 使用自然排序或自定义排序TreeMap 默认按照键的自然顺序进行排序。如果需要自定义排序可以通过实现 Comparable 接口自然排序或传入自定义的 Comparator 对象来实现。确保键的排序顺序与实际需求一致。 覆盖 compareTo 方法如果自定义了一个类作为 TreeMap 的键并希望按照自定义的方式进行排序需要在该类中实现 Comparable 接口并覆盖 compareTo 方法定义自定义排序的逻辑。 注意键的不变性作为 TreeMap 的键的对象应当是不可变的以避免在键的排序依赖发生改变时导致 TreeMap 中的键无法正确获取。 初始化容量在创建 TreeMap 对象时可以通过构造函数初始化容量根据实际需求给予一个合理的初始容量。这样可以避免频繁的扩容操作提升性能。 选择合适的数据结构TreeMap 内部使用红黑树数据结构实现红黑树具有平衡性质保证了搜索、插入和删除操作的时间复杂度都是 O(logN)。在大量需要动态变化的数据存储和检索场景中选择 TreeMap 是合适的。 考虑性能和空间红黑树的维护和操作会消耗一定的性能和空间。在某些场景下如果数据量较小且不需要排序功能可能更适合选择其他数据结构如 HashMap。 支持高级查询TreeMap 提供了一些高级查询方法如 floorKey、higherKey、subMap 等可以根据需要利用这些方法来实现更复杂的查询需求。 注意线程安全TreeMap 不是线程安全的如果在多线程环境下使用 TreeMap需要进行适当的线程同步或者考虑使用并发安全的数据结构如 ConcurrentHashMap 或 ConcurrentSkipListMap。 这些是使用 TreeMap 的一些最佳实践需要根据实际需求和场景进行调整和补充。同时也要注意 TreeMap 在插入和删除操作时的性能开销以及空间复杂度方面的考量。‘ 二十七、LinkedHashMap最佳实战 以下是使用 LinkedHashMap 的最佳实践 了解插入顺序和访问顺序LinkedHashMap 是基于哈希表和双向链表实现的它保留了插入元素的顺序或者访问元素的顺序。可以通过构造函数或者使用特定的构造方法来选择保留插入顺序或者访问顺序。根据实际需求选择适合的顺序类型。 访问顺序时使用 get 方法如果选择了访问顺序可以通过调用 get 方法来更新元素的顺序即将最近访问的元素放在链表的尾部。这样可以实现最近最少使用LRU缓存策略或其他类似的行为。 覆盖 removeEldestEntry 方法LinkedHashMap 提供了一个可以覆盖的 removeEldestEntry 方法该方法在插入新元素后被调用。通过覆盖该方法可以定义一定的条件当满足条件时自动删除最老的元素。 初始化容量和负载因子LinkedHashMap 在创建时可以指定初始容量和负载因子。根据实际情况和预期的数据量合理设置初始容量和负载因子可以减少扩容的次数提高性能。 注意元素的不可变性作为 LinkedHashMap 的键的对象应当是不可变的以避免在键的哈希值发生改变时导致 LinkedHashMap 中的键无法正确获取。 线程安全性LinkedHashMap 是非线程安全的。如果在多线程环境下使用 LinkedHashMap可以考虑使用 ConcurrentHashMap 或使用适当的同步机制如使用 Collections.synchronizedMap() 方法包装 LinkedHashMap。 考虑性能和空间LinkedHashMap 的插入和查找的时间复杂度为 O(1)同时还保留了元素的顺序。但是在哈希冲突较多的情况下性能可能下降。因此合理选择合适的哈希函数和调整初始容量和负载因子等参数可以提高性能。 确定需要使用的顺序类型在使用 LinkedHashMap 时需要明确选择需要使用的顺序类型。是按照插入顺序进行操作还是按照访问顺序进行操作以满足具体的需求。 这些是使用 LinkedHashMap 的一些最佳实践需要根据实际需求和场景进行调整和补充。同时也要注意 LinkedHashMap 的特性和底层实现根据具体需求选择合适的集合实现。 二十八、ConcurrentHashMap最佳实战 以下是使用 ConcurrentHashMap 的最佳实践 并发安全性ConcurrentHashMap 是线程安全的哈希表实现多个线程可以同时对其进行读取和修改操作而不需要额外的同步机制。这使得 ConcurrentHashMap 成为在多线程环境下使用的理想选择。 了解分段锁ConcurrentHashMap 内部使用了分段锁Segment来实现并发安全性。每个分段相当于一个独立的小哈希表在操作时只需要锁定对应的分段不同分段之间的操作可以并发进行提高了并发性能。 初始化容量在创建 ConcurrentHashMap 对象时可以通过构造函数初始化容量。根据实际情况和预期的数据量选择一个合适的初始容量可以避免频繁扩容提高性能。 调整负载因子ConcurrentHashMap 的负载因子默认为 0.75在实际使用中根据数据量大小和性能需求可以适时调整负载因子来平衡存储空间和性能。 了解迭代器的弱一致性ConcurrentHashMap 的迭代器提供了弱一致性即它们不会抛出并发修改异常但是在迭代过程中可能不会反映最新的修改。如果需要与迭代器一起进行修改操作建议使用 ConcurrentHashMap 的原子操作方法。 使用计算方法ConcurrentHashMap 提供了一些计算方法如 computeIfAbsent、computeIfPresent、compute 等可以避免显式的加锁机制提供了更高效且线程安全的计算操作。 避免扩容ConcurrentHashMap 会在达到一定阈值时进行扩容操作。如果能够预先估计到期望的元素数量可以使用带有初始容量参数的构造函数避免过多的扩容操作提升性能。 了解性能特性ConcurrentHashMap 在多线程环境下具有良好的并发性能但需要注意在高并发读写的情况下可能会出现竞争情况从而影响性能。可以通过合理的设计和调整代码避免竞争提高性能。 这些是使用 ConcurrentHashMap 的一些最佳实践需要根据具体的需求和场景进行调整和补充。同时也要注意 ConcurrentHashMap 在高并发环境下的性能特点和适用性。 二十九、HashSet最佳实战 以下是使用 HashSet 的最佳实践 选择合适的类型HashSet 是基于 HashMap 实现的它不保留元素的顺序且不允许重复元素。因此使用 HashSet 时需要确保元素的类型正确地实现了 hashCode() 和 equals() 方法以保证元素的去重和正确的查找。 覆盖 hashCode 和 equals 方法如果自定义了一个类作为 HashSet 的元素务必要覆盖该类的 hashCode() 和 equals() 方法以确保元素的相等性和哈希码的计算是基于对象的内容而不是引用。这样可以保证 HashSet 正确地进行元素的添加和查询操作。 初始化容量和负载因子HashSet 在创建时可以指定初始容量和负载因子。根据实际情况和预期的数据量合理设置初始容量和负载因子可以减少扩容的次数提高性能。 使用泛型在使用 HashSet 时尽量使用泛型来指定元素的类型以增加代码的类型安全性和可读性。 注意元素的不可变性作为 HashSet 的元素的对象应当是不可变的以避免在元素的哈希值发生改变时导致 HashSet 中的元素无法正确获取。 考虑性能和空间HashSet 的底层实现是基于哈希表插入和查找的时间复杂度为 O(1)但是在哈希冲突较多的情况下性能可能下降。因此合理选择合适的哈希函数和调整初始容量和负载因子等参数可以提高性能。 线程安全性HashSet 是非线程安全的如果在多线程环境下使用 HashSet可以考虑使用 ConcurrentHashMap 或使用适当的同步机制如使用 Collections.synchronizedSet() 方法包装 HashSet。 遍历时使用迭代器在遍历 HashSet 时推荐使用迭代器来进行遍历这样可以避免并发修改异常并且在遍历过程中可以安全地对 HashSet 进行添加、删除操作。 以上是使用 HashSet 的一些最佳实践需要根据实际需求和场景进行调整和补充。同时也要注意 HashSet 的特性和底层实现选择适合的集合实现以满足需求。 三十、TreeSet最佳实战 以下是使用 TreeSet 的最佳实践 Comparable 和 ComparatorTreeSet 是基于红黑树实现的有序集合需要元素的类型实现 Comparable 接口或者使用 Comparator 来定义元素的比较规则。确保元素的比较规则正确并且不会引发意外的比较结果。 不允许重复元素TreeSet 不允许重复元素的存在因此确保元素的类型正确地实现了 equals() 和 hashCode() 方法并根据实际的需要来实现合适的去重规则。 初始化容量和负载因子TreeSet 在创建时可以指定初始容量和负载因子。根据实际情况和预期的数据量合理设置初始容量和负载因子可以减少扩容的次数提高性能。 使用泛型在使用 TreeSet 时尽量使用泛型来指定元素的类型以增加代码的类型安全性和可读性。 确保元素可比较或提供比较器为了保持 TreeSet 中元素的有序性确保元素的类型实现了 Comparable 接口并覆盖了 compareTo() 方法或者提供了一个 Comparator 来进行元素的比较。 注意元素的不可变性作为 TreeSet 的元素应当是不可变的以避免在元素的排序字段发生改变时导致 TreeSet 中的位置错误。 性能注意事项TreeSet 维护了一个有序的红黑树插入和查找的时间复杂度为 O(logN)。但是在频繁插入和删除操作的情况下性能可能较低。因此根据实际需求选择适合的集合实现以满足性能和空间的需求。 线程安全性TreeSet 是非线程安全的。如果在多线程环境下使用 TreeSet可以考虑使用 ConcurrentSkipListSet 或使用适当的同步机制如使用 Collections.synchronizedSortedSet() 方法包装 TreeSet。 以上是使用 TreeSet 的一些最佳实践需要根据实际需求和场景进行调整和补充。同时也要注意 TreeSet 的特性和底层实现选择适合的集合实现以满足需求。 三十一、LinkedHashSet最佳实战 使用 LinkedHashSet 的最佳实践包括以下几点 保留插入顺序LinkedHashSet 是基于哈希表和链表实现的集合可以保留元素插入的顺序。在需要保留元素插入顺序的场景下选择使用 LinkedHashSet 可以很方便地满足需求。 唯一性LinkedHashSet 保证集合中元素的唯一性确保元素不重复。此特性适用于需要维护一个不重复元素且有序的集合的场景。 初始化容量和负载因子在创建 LinkedHashSet 对象时可以指定初始容量和负载因子。根据实际情况和预期的数据量合理设置初始容量和负载因子可以减少哈希表的扩容次数提高性能。 确保元素实现 hashCode 和 equals 方法为了正确地在 LinkedHashSet 中管理元素确保元素的类型实现了正确的 hashCode() 和 equals() 方法以便正确地进行哈希计算和比较。 线程安全性LinkedHashSet 是非线程安全的。如果在多线程环境下使用 LinkedHashSet可以考虑使用 Collections.synchronizedSet() 方法包装 LinkedHashSet 或者使用 CopyOnWriteArraySet 等线程安全的集合。 考虑性能和空间LinkedHashSet 维护了一个哈希表和链表结构插入和查找的时间复杂度为 O(1)但在哈希冲突较多的情况下性能可能下降。因此选择适当的初始容量和负载因子可以提高性能并根据实际需求选择适合的集合实现以满足性能和空间的需求。 这些最佳实践可以帮助确保在使用 LinkedHashSet 时能够达到较好的性能和功能需求。根据具体的业务场景和需求需要灵活运用这些最佳实践以及理解 LinkedHashSet 类的特性和底层实现。 三十二、EnumSet最佳实战 使用 EnumSet 的最佳实践包括以下几点 专门用于枚举类型EnumSet 是专门为枚举类型设计的集合它在内部使用位向量来表示集合并且只能包含枚举类型的元素。因此确保使用 EnumSet 的目标集合是对应枚举类型的实例。 高效的存储方式EnumSet 内部使用位向量来表示集合因此它在存储枚举值时非常高效所占用的空间与枚举值的数量成正比并且支持高效的集合操作。 线程安全性EnumSet 是非线程安全的。如果在多线程环境下使用 EnumSet可以考虑使用 Collections.synchronizedSet() 方法包装 EnumSet 或者使用 CopyOnWriteArraySet 等线程安全的集合。 非空集合EnumSet 不能包含 null 元素这一点需要注意。如果需要表示空集合可以使用 Collections 中的 Collections.EemptySet() 方法。 使用范围受限由于 EnumSet 只能用于枚举类型的集合因此其使用范围受到限制。在需要表示枚举类型元素的集合时EnumSet 是高效且合适的选择。 结合枚举类型的使用由于 EnumSet 是专门为枚举类型设计的集合因此在处理枚举类型的元素集合时EnumSet 通常是最佳选择。它提供了高效的存储和操作方式适用于处理枚举类型的集合需求。 EnumSet 是专门为枚举类型设计的高效集合实现能够提供高效的存储和操作方式。在处理枚举类型的元素集合时EnumSet 是最佳实战的选择。 三十三、ArrayList最佳实战 使用 ArrayList 的最佳实践包括以下几点 考虑初始容量在创建 ArrayList 对象时可以指定初始容量。根据实际情况和预期的数据量合理设置初始容量以避免频繁的扩容操作提高性能。 使用泛型在使用 ArrayList 时尽量使用泛型来指定元素的类型以增加代码的类型安全性和可读性。 预估操作频率ArrayList 适用于随机访问和频繁的插入和删除操作较少的场景。根据实际需求预估操作的频率和类型选择适合的集合实现以满足性能和空间的需求。 添加和删除元素ArrayList 提供高效的随机访问能力但在插入和删除元素时可能需要进行元素的移动操作这可能比较耗时。如果需要频繁的插入和删除操作可以考虑使用 LinkedList 或其他适合的集合。 使用迭代器ArrayList 提供了迭代器Iterator用于遍历集合可以使用迭代器来安全地遍历和操作集合。 线程安全性ArrayList 是非线程安全的。如果在多线程环境下使用 ArrayList可以考虑使用 Collections.synchronizedList() 方法包装 ArrayList或者使用 CopyOnWriteArrayList 等线程安全的集合。 进行动态数组调整根据实际需要在集合运行过程中可以根据需要扩展或缩小 ArrayList 的容量以避免空间浪费或频繁的扩容操作。可以使用 ArrayList 自带的 ensureCapacity(int minCapacity)、trimToSize() 等方法来进行容量的调整。 ArrayList 是一个常用的动态数组实现适用于随机访问和频繁的插入和删除操作较少的场景。在使用 ArrayList 时根据实际需求合理设置初始容量、使用泛型、预估操作频率等可以提高性能和代码质量。同时根据具体的业务需求也需要结合其他集合类型来选择合适的集合实现。 三十四、LinkedList最佳实战 使用 LinkedList 的最佳实践包括以下几点 频繁的插入和删除操作LinkedList 适合在需要频繁进行插入和删除操作的场景因为它可以在常数时间内完成这些操作而不像 ArrayList 需要进行元素的移动。 对于顺序访问的需求如果需要对集合进行顺序访问特别是需要首尾元素的频繁增删操作时LinkedList 是一个不错的选择。但需要留意的是访问中间元素时的性能相对较低因为需要通过链表来遍历查找。 实现队列和双端队列LinkedList 实现了 Queue 和 Deque 接口可以用作队列先进先出和双端队列因此在需要实现队列或双端队列的场景下是一个不错的选择。 迭代器LinkedList 提供了迭代器Iterator用于遍历集合可以使用迭代器来安全地遍历和操作集合。 线程安全性LinkedList 是非线程安全的。如果在多线程环境下使用 LinkedList可以考虑使用 Collections.synchronizedList() 方法包装 LinkedList或者使用 ConcurrentLinkedDeque 等线程安全的集合。 空间复杂度在内存访问模式不规律的情况下LinkedList 的空间占用更大。因为它需要额外的链表指针来维护元素之间的关系。 警惕性能问题在大部分场景下ArrayList 拥有更好的性能表现因此在选择集合类时需要评估具体的场景和需求选择最适合的实现类。 LinkedList 适合用于需要频繁进行插入和删除操作的场景以及需要实现队列或双端队列的情况。在选择使用 LinkedList 时需要根据实际需求和特点进行评估以确保达到最佳的实际效果。 三十五、Vector最佳实战 在使用 Vector 的最佳实践中需要考虑以下几点 线程安全性Vector 是线程安全的它的所有方法都经过同步处理因此适合在多线程环境下使用。如果你的应用需要在多个线程之间共享集合并且对集合操作需要线程安全的保障那么选择 Vector 可能是一个较好的选择。 性能与扩展性尽管 Vector 是线程安全的但在性能上可能会比 ArrayList 稍逊一筹因为 Vector 的所有方法都使用了 synchronized 关键字进行同步这会带来一定的性能开销。在性能要求较高的场景下可能需要权衡考虑。 初始容量和增量在创建 Vector 对象时可以指定初始容量和增量值。需要根据实际需求和预期的数据量合理设置初始容量和增量值以避免频繁的扩容操作提高性能。 备选方案考虑是否有更适合的替代方案比如使用 ArrayList 并使用 Collections.synchronizedList() 方法包装来实现线程安全的列表或者考虑使用 CopyOnWriteArrayList 等并发容器根据具体场景和需求选择适当的集合实现。 Vector 适合在多线程环境下使用提供了线程安全的操作。在选择使用 Vector 时需要根据实际需求和性能要求做出权衡同时也需要考虑是否有更适合的替代方案。 三十六、Collections最佳实战 在使用 Java 中的 Collections 框架时有一些最佳实践可以帮助提高代码质量和性能 使用泛型尽量在定义集合时使用泛型可以提高代码的类型安全性避免在运行时出现类型转换错误。 使用不可变集合Collections 提供了一系列不可变集合类如 Collections.unmodifiableList、Collections.unmodifiableSet 等。在需要只读集合时可以通过这些方法将可变集合包装成不可变集合以防止意外修改。 使用静态工厂方法Collections 类提供了丰富的静态工厂方法如 Collections.emptyList、Collections.singleton 等可以方便地创建空集合、单元素集合等避免了手动 new 集合对象的繁琐操作。 选择合适的集合类型根据实际需求和操作特性选择合适的集合类型如 List、Set、Map 等以及它们的具体实现类如 ArrayList、HashSet、HashMap 等。合理选择集合类型可以提高代码的性能和可维护性。 注意并发情况如果是在多线程环境下使用集合需要考虑集合的线程安全性。可以通过 Collections.synchronizedList、Collections.synchronizedSet、Collections.synchronizedMap 等方法获取线程安全的集合或者使用并发集合类如 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList 等。 使用适当的比较器在对集合排序或者查找时可以使用 Collections.sort 方法结合适当的比较器来实现排序操作或者使用 Collections.binarySearch 方法进行二分查找。 警惕空指针异常在进行集合操作时注意对集合是否为 null 的判断避免出现空指针异常。 使用 Collections 框架时需要根据实际需求和操作特性做出合适的选择选择合适的集合类型和操作方法可以提高代码的性能和可维护性。同时也需要注意集合在多线程环境下的安全性并根据需要选择合适的并发集合类。 三十七、Map常用核心API Map 是 Java 中常用的集合接口它用于存储键值对并提供了一系列核心的 API 来操作键值对数据。下面是一些常用的 Map 接口的核心方法 添加和替换元素 V put(K key, V value): 将指定的值与此映射中的指定键关联如果该键尚未与任何值关联。void putAll(Map? extends K, ? extends V m): 将指定映射的所有映射关系复制到此映射中。 访问元素 V get(Object key): 返回到指定键所映射的值如果此 Map 包含对于给定键的映射关系则返回对应的值否则返回 null。boolean containsKey(Object key): 如果此映射包含指定键的映射关系则返回 true。 删除元素 V remove(Object key): 如果存在一个键的映射关系则将其从此映射中移除。 查询操作 boolean containsValue(Object value): 如果此映射将一个或多个键映射到指定值则返回 true。boolean isEmpty(): 如果此映射未包含键-值映射关系则返回 true。int size(): 返回此映射中的键-值映射关系数。 获取键集、值集和键值对集合 SetK keySet(): 返回此映射中包含的键的 Set 视图。CollectionV values(): 返回此映射值得 Collection 视图。SetMap.EntryK, V entrySet(): 返回此映射中包含的映射关系的 Set 视图。 这些方法提供了对 Map 集合的常见操作和查询能力在实际开发中经常会使用到。常用的 Map 实现类有 HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap 等根据具体的需求和业务场景选择合适的 Map 实现类以及对应的方法方式使用。 三十八、LIst常用核心API List 是 Java 中常用的集合接口它继承自 Collection 接口提供了一系列核心的 API 来操作列表数据。下面是一些常用的 List 接口的核心方法 添加元素 boolean add(E element): 将指定元素添加到列表的末尾。void add(int index, E element): 将指定元素插入到列表的指定位置。 访问元素 E get(int index): 返回列表中指定位置的元素。int indexOf(Object element): 返回列表中指定元素的首次出现的索引。int lastIndexOf(Object element): 返回列表中指定元素的最后一次出现的索引。 替换元素 E set(int index, E element): 替换列表中指定位置的元素为指定的元素。 删除元素 E remove(int index): 移除并返回列表中指定位置的元素。boolean remove(Object element): 移除列表中首次出现的指定元素。void clear(): 移除列表中的所有元素。 集合操作 boolean contains(Object element): 判断列表是否包含指定元素。boolean isEmpty(): 判断列表是否为空。int size(): 返回列表的大小元素个数。 子列表操作 ListE subList(int fromIndex, int toIndex): 返回列表中指定范围的子列表。 注意List 接口是有序集合允许重复元素。实现 List 接口的常见类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。 这些方法提供了对 List 集合的常见操作和查询能力在实际开发中经常会使用到。根据具体的需求和业务场景合理选择 List 的实现类和对应的方法以达到最佳的效果。 三十九、Collections常用核心API Collections 是 Java 中提供的一个工具类它包含了许多静态方法用于操作各种集合。下面是一些常用的 Collections 类的核心方法 排序操作 void sort(ListT list): 对指定的 List 进行升序排序。void reverse(ListT list): 反转指定 List 中元素的顺序。void shuffle(ListT list): 随机打乱指定 List 中元素的顺序。 查找和替换操作 int binarySearch(List? extends Comparable? super T list, T key): 使用二分查找算法在指定的有序 List 中查找指定的元素。void fill(List? super T list, T obj): 将指定的对象填充到指定 List 中的所有元素位置。int frequency(Collection? c, Object o): 返回指定集合中指定元素出现的次数。boolean replaceAll(ListT list, T oldVal, T newVal): 使用新值替换指定 List 中的旧值。 同步操作 CollectionT synchronizedCollection(CollectionT c): 返回一个线程安全的集合。ListT synchronizedList(ListT list): 返回一个线程安全的列表。SetT synchronizedSet(SetT s): 返回一个线程安全的集合。 不可修改的集合 ListT unmodifiableList(List? extends T list): 返回一个不可修改的列表。SetT unmodifiableSet(Set? extends T s): 返回一个不可修改的集合。MapK, V unmodifiableMap(Map? extends K, ? extends V m): 返回一个不可修改的映射。 集合的最大最小值和自然排序 T max(Collection? extends T coll): 返回集合中的最大元素。T min(Collection? extends T coll): 返回集合中的最小元素。void sort(ListT list, Comparator? super T c): 使用指定的比较器对指定 List 进行排序。 这些方法提供了对集合进行排序、搜索、替换以及同步等常用操作。通过使用 Collections 类提供的方法可以简化对集合的操作提高代码的效率和可读性。根据具体需求选择合适的方法使用。
