针对Java集合类的小总结

Java集合类包位于java.util下，有很多常用的数据结构：数组、链表、队列、栈、哈希表等等。了解不同的集合类的特性在开发过程中是比较重要的，感谢@兰亭风雨的专栏分析，这里我也根据自己的理解做轻度的总结，不再进行分析，因为上面的博客分析已经相当优秀。

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List接口实现，一般常用的为ArrayList和LinkedList，还有不太常用的Vector，Stack。比如JDK文档声明

Deque 接口及其实现提供了 LIFO 堆栈操作的更完整和更一致的 set，应该优先使用此 set，而非Stack类。例如：

Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();

对ArrayList和Vector进行一个比较：

• ArrayList非线程安全，Vector是线程安全的，想要使用线程安全的ArrayList类可以Collections.synchronizedList()进行包裹返回线程安全的对象，或者使用CopyOnWriteArrayList
• 因为ArrayList和Vector基于数组实现，默认大小为10，所以需要有扩容操作，ArrayList的扩容是1.5倍+1或者所需大小，Vector是2倍
• 都大量使用了Arrays.copyof()和System.arraycopy()进行复制，native方法，拥有数组操作的优点与不足

ArrayList和LinkedList：

• LinkedList基于双向链表实现，按Index访问时会有一个加速操作，非线程安全
• LinkedList还实现了栈和队列的操作方法，因此也可以作为栈、队列和双端队列来使用
• LinkedList无参构造方法直接建立一个仅包含head节点的空链表
• 两个都允许Null值

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Map接口实现类HashMap和HashTable：

Hash表的解决hash值冲突的常用方法有两种，一种是拉链法也就是每个hash值对应一个链表，另一种是线性探测法。

• HashMap和HashTable处理冲突的方式是拉链法
• HashMap非线程安全，HashTable线程安全
• HashMap初始容量是16，加载因子是0.75，扩容后也必须为2的整数次幂;HashTable是11，且不为2的整数次幂
• Hashtable扩容时，将容量变为原来的2倍加1，而HashMap扩容时，将容量变为原来的2倍。
• HashMap可以为Null，HashTable不能为Null
• Hashtable计算hash值，直接用key的hashCode()，而HashMap重新计算了key的hash值Hashtable计算hash值，直接用key的hashCode()，而HashMap重新计算了key的hash值，HashMap中通过h&(length-1)的方法来代替取模，同样实现了均匀的散列，但效率要高很多，这也是HashMap对Hashtable的一个改进。

TreeMap：

• 基于2-3平衡树的红黑树来实现，最下面会对红黑树做一个简单的介绍
• TreeMap的key不能为null，排序时要实现Comparable接口，HashMap要求重写hashCode方法和equals方法来确保没有重复的key
• TreeMap的查询、插入、删除效率均没有HashMap高，一般只有要对key排序时才使用TreeMap

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红黑树介绍：

红黑树是一种特殊的2-3平衡树，它可以保证所有的黑色边到根节点的距离相等。红黑树是有序的二叉树，通过左旋转、右旋转、变色等操作，使树基本保持平衡状态，防止出现一边倒的情况，它具有下面的性质：

• 每个节点都只能是红色或者黑色
• 根节点是黑色
• 每个叶节点（NIL节点，注nil 节点就是空节点，在红黑树的实现中，nil 节点代替二叉树中的NULL）是黑色的。
• 如果一个结点是红的，则它两个子节点都是黑的。也就是说在一条路径上不能出现相邻的两个红色结点。
• 从任一节点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色节点。