diff --git a/.vscode/settings.json b/.vscode/settings.json index 248970ce..9cd5804c 100644 --- a/.vscode/settings.json +++ b/.vscode/settings.json @@ -203,4 +203,6 @@ "markdown.copyFiles.destination": { "**/*": "image/" }, + "trae.tab.enableRename": false, + "trae.tab.enableAutoImport": false, } \ No newline at end of file diff --git a/Java/03Java标准集合类/01 集合底层结构.md b/Java/03Java标准集合类/01 集合底层结构.md deleted file mode 100644 index 6a809c30..00000000 --- a/Java/03Java标准集合类/01 集合底层结构.md +++ /dev/null @@ -1,1133 +0,0 @@ -# Java 容器 - -* [Java 容器](#java-容器) - * [一、概览](#一概览) - * [Collection](#collection) - * [Map](#map) - * [二、容器中的设计模式](#二容器中的设计模式) - * [迭代器模式](#迭代器模式) - * [适配器模式](#适配器模式) - * [三、源码分析](#三源码分析) - * [ArrayList](#arraylist) - * [Vector](#vector) - * [CopyOnWriteArrayList](#copyonwritearraylist) - * [LinkedList](#linkedlist) - * [HashMap](#hashmap) - * [ConcurrentHashMap](#concurrenthashmap) - * [LinkedHashMap](#linkedhashmap) - * [WeakHashMap](#weakhashmap) - * [参考资料](#参考资料) - - - -## 一、概览 - -容器主要包括 Collection 和 Map 两种,Collection 存储着对象的集合,而 Map 存储着键值对(两个对象)的映射表。 - -### Collection单列集合 - -

- -#### 1. Set - -- TreeSet:基于红黑树实现,支持有序性操作,例如根据一个范围查找元素的操作。但是查找效率不如 HashSet,HashSet 查找的时间复杂度为 O(1),TreeSet 则为 O(logN)。 - -- HashSet:基于哈希表实现,支持快速查找,但不支持有序性操作。并且失去了元素的插入顺序信息,也就是说使用 Iterator 遍历 HashSet 得到的结果是不确定的。 - -- LinkedHashSet:具有 HashSet 的查找效率,并且内部使用双向链表维护元素的插入顺序。 - -#### 2. List - -- ArrayList:基于动态数组实现,支持随机访问。 - -- Vector:和 ArrayList 类似,但它是线程安全的。 - -- LinkedList:基于双向链表实现,只能顺序访问,但是可以快速地在链表中间插入和删除元素。不仅如此,LinkedList 还可以用作栈、队列和双向队列。 - -#### 3. Queue - -- LinkedList:可以用它来实现双向队列。 - -- PriorityQueue:基于堆结构实现,可以用它来实现优先队列。 - -### Map双列映射 - -

- -- TreeMap:基于红黑树实现。 - -- HashMap:基于哈希表实现。 - -- HashTable:和 HashMap 类似,但它是线程安全的,这意味着同一时刻多个线程同时写入 HashTable 不会导致数据不一致。它是遗留类,不应该去使用它,而是使用 ConcurrentHashMap 来支持线程安全,ConcurrentHashMap 的效率会更高,因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。 - -- LinkedHashMap:使用双向链表来维护元素的顺序,顺序为插入顺序或者最近最少使用(LRU)顺序。 - - -## 二、容器中的设计模式 - -### 迭代器模式 - -

- -Collection 继承了 Iterable 接口,其中的 iterator() 方法能够产生一个 Iterator 对象,通过这个对象就可以迭代遍历 Collection 中的元素。 - -从 JDK 1.5 之后可以使用 foreach 方法来遍历实现了 Iterable 接口的聚合对象。 - -```java -List list = new ArrayList<>(); -list.add("a"); -list.add("b"); -for (String item : list) { - System.out.println(item); -} -``` - -### 适配器模式 - -java.util.Arrays#asList() 可以把数组类型转换为 List 类型。 - -```java -@SafeVarargs -public static List asList(T... a) -``` - -应该注意的是 asList() 的参数为泛型的变长参数,不能使用基本类型数组作为参数,只能使用相应的包装类型数组。 - -```java -Integer[] arr = {1, 2, 3}; -List list = Arrays.asList(arr); -``` - -也可以使用以下方式调用 asList(): - -```java -List list = Arrays.asList(1, 2, 3); -``` - -## 三、源码分析 - -如果没有特别说明,以下源码分析基于 JDK 1.8。 - -在 IDEA 中 double shift 调出 Search EveryWhere,查找源码文件,找到之后就可以阅读源码。 - -### ArrayList - - -#### 1. 概览 - -因为 ArrayList 是基于数组实现的,所以支持快速随机访问。RandomAccess 接口标识着该类支持快速随机访问。 - -```java -public class ArrayList extends AbstractList - implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable -``` - -数组的默认大小为 10。 - -```java -private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; -``` - -

- -#### 2. 扩容 - -添加元素时使用 ensureCapacityInternal() 方法来保证容量足够,如果不够时,需要使用 grow() 方法进行扩容,新容量的大小为 `oldCapacity + (oldCapacity >> 1)`,即 oldCapacity+oldCapacity/2。其中 oldCapacity >> 1 需要取整,所以新容量大约是旧容量的 1.5 倍左右。(oldCapacity 为偶数就是 1.5 倍,为奇数就是 1.5 倍-0.5) - -扩容操作需要调用 `Arrays.copyOf()` 把原数组整个复制到新数组中,这个操作代价很高,因此最好在创建 ArrayList 对象时就指定大概的容量大小,减少扩容操作的次数。 - -```java -public boolean add(E e) { - ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! - elementData[size++] = e; - return true; -} - -private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { - if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { - minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); - } - ensureExplicitCapacity(minCapacity); -} - -private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { - modCount++; - // overflow-conscious code - if (minCapacity - elementData.length > 0) - grow(minCapacity); -} - -private void grow(int minCapacity) { - // overflow-conscious code - int oldCapacity = elementData.length; - int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); - if (newCapacity - minCapacity < 0) - newCapacity = minCapacity; - if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) - newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); - // minCapacity is usually close to size, so this is a win: - elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); -} -``` - -#### 3. 删除元素 - -需要调用 System.arraycopy() 将 index+1 后面的元素都复制到 index 位置上,该操作的时间复杂度为 O(N),可以看到 ArrayList 删除元素的代价是非常高的。 - -```java -public E remove(int index) { - rangeCheck(index); - modCount++; - E oldValue = elementData(index); - int numMoved = size - index - 1; - if (numMoved > 0) - System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); - elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work - return oldValue; -} -``` - -#### 4. 序列化 - -ArrayList 基于数组实现,并且具有动态扩容特性,因此保存元素的数组不一定都会被使用,那么就没必要全部进行序列化。 - -保存元素的数组 elementData 使用 transient 修饰,该关键字声明数组默认不会被序列化。 - -```java -transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access -``` - -ArrayList 实现了 writeObject() 和 readObject() 来控制只序列化数组中有元素填充那部分内容。 - -```java -private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) - throws java.io.IOException, ClassNotFoundException { - elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; - - // Read in size, and any hidden stuff - s.defaultReadObject(); - - // Read in capacity - s.readInt(); // ignored - - if (size > 0) { - // be like clone(), allocate array based upon size not capacity - ensureCapacityInternal(size); - - Object[] a = elementData; - // Read in all elements in the proper order. - for (int i=0; i