java中的集合类详情解析以及集合和数组的区别

数组和链表

1. 数组：所谓数组就是相同数据类型的元素按照一定顺序排列的集合。
   它的存储区间是连续的，占用内存严重，所以空间复杂度很大，为o(n),但是数组的二分查找时间复杂度很小为o(1)。
   特点是大小固定，不可变，在同一个数组中只能存放同一个类型的数据，寻址容易，插入和删除困难。
2. 链表：所谓链表就是一种物理存储单元上非连续的，非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针实现的。链表是由一系列节点（链表中每个元素称为节点）组成的，节点是可以动态生成的。每个节点包括两部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个节点地址的指针域。
   链表的特点：链表存储区间离散，占用内存较少，所以空间复杂度小，但是时间复杂度大o(n)，寻址困难，但是插入和删除元素很容易。
3. 集合：可以操作数量可变和类型不同的一组数据。所有的java集合都在java.util包中，java集合只能存放引用类型的数据，不能存放基本类型数据。

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ArrayList的底层实现方式

1. ArrayList底层是通过数组实现的，实例化ArrayList无参构造函数默认数组初始化长度为10。
2. add方法底层实现如果增加的元素个数超过了10个，那么ArrayList底层会新生成一个数组，长度变为原数组的1.5倍+1，然后将原始数组的元素复制到新数组中，并且后续增加的元素都会放到新数组中。当新数组也无法满足元素大小时，继续重复这个扩容的过程。只要元素长度超过了容量就开始扩容。扩容数组调用的方法为ArrayList.copyOf(objArr,objArr.length+1)。

ArrayList和Vector的区别

ArrayList和vector都实现了list接口（list接口继承了collection接口），他们都是有序集合，并且允许有重复的元素存在。他们相当于是一种动态的数组，所以可以通过下标的方式取出某一个元素。
他们的区别主要体现在以下两个方面：

1. 同步性
   vector是线程安全的，也就是说它的方法之间是线程同步的，而ArrayList是线程不安全的，它的方法之间是线程不同步的。如果只有一个线程会访问到集合，那么可以使用ArrayList，因为它不考虑线程安全问题，效率比较高。如果多个线程要访问到集合，那么最好是用vector，因为它是线程安全的，不用我们去考虑线程问题。
2. 数据增长策略
   ArrayList和vector都有一个初始容量大小，当数据长度超过了这个容量大小就需要扩容。vector默认增长为原来数据长度的2倍，而ArrayList是增长为原来的1.5倍。
   ArrayList和vector都可以设置初始空间的大小，此外vector还可以设置增长的空间大小，而ArrayList没有提供设置增长空间的方法。

LinkedList的底层实现方式

linkedlist底层的数据结构是基于双向循环链表实现的，并且头结点中不存放数据。
如下图（图太丑了，将就着看，不讲究了）：

hashmap的底层实现原理

hashmap是map集合的实现类之一，
它的特点有：

1. 以键值对的形式存储值
2. 键不能重复而值可以重复
3. 允许有null的键和值
4. 并且线程不安全所以效率很快，方法也不是同步的。
   hashmap是基于hashing原理，用put(key,value)存储对象到hashmap中，使用get(key)从hashmap中获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashcode()方法来计算hashcode，然后找到bucket位置来存储值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。hashmap是在bucket中存储键对象和值对象的。
   如果hashmap的大小超过了负载因子（load factor）定义的容量（默认为0.75），它将会像其他集合类一样采取扩容，将会创建原来hashmap大小2倍的bucket数组，来重新调整map的大小，并且将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫做rehashing。因为它会调用hash方法找到新的bucket数组位置。hashmap使用链表来解决碰撞问题，当发生了碰撞，对象将会存储在链表的下一个节点中。hashmap在每个链表节点中存储键值对对象。
   详情参见：https://www.cnblogs.com/java-jun-world2099/p/9258605.html

hashmap和hashtable的区别

1. hashmap是线程不安全的，允许有null的键和值，效率较高，方法不是Synchronize的需要提供外同步，它有containsvalue和containskey方法。
2. hashtable是线程安全的，不允许有null的键和值，效率低下，方法是同步的，它有containsvalue和containskey方法。

List，Set，Map的区别

java中的集合包括三大类，分别为list，set，map，他们都处于java.util包中，list，set，map都是接口，他们都有各自的实现类。set的实现类主要hashSet和treeSet，list的实现类主要有ArrayList和linkedlist，map的主要实现类有hashMap和treeMap。如下图所示

1. Set中的对象不按特定的方式排序，并且没有重复的元素。但是它的有些实现类能对集合中的对象按特定的方式排序，例如treeSet实现类，它可以按照默认排序，也可以通过java.util.Comparator接口来自定义排序方式。set有两个实现类，hashSet和treeSet，他们有一定的区别，hashSet中元素不能重复并且没有顺序，treeSet中元素不能重复但是有顺序，如果需要排序使用treeSet，不需要排序使用hashSet，它的速度比treeSet快。

2. List中对象按照索引位置排序，可以有重复的对象。允许按照对象在集合中的索引位置来检索对象。例如通过list.get(i)的方式来获得集合中的某一个对象。

3. Map中的每一个元素都包括一个key和value值，它是以键值对的形式存在，键值不允许重复，值可以重复。

Set集合中的元素是不能重复的，那么用什么方法区分重复与否？是用==还是equals方法，他们有什么区别呢？

可以参见这篇博文：https://www.cnblogs.com/qf123/p/8574582.html
equals方法是String类从他的超类object中继承过来的，用于检测两个对象是否相等，即两个对象的内容是否相等。
==用于比较引用和比较基本类型时有不同的功能：

1. 比较基本数据类型时，如果两个值相同则为true
2. 比较引用时，如果两个引用指向内存中的同一个对象则为true。

HashMap，LinkedHashMap和TreeMap的区别

1. 共同点
   他们都是map的实现类。
2. 不同点
   HashMap里面存入的键值对在取出的时候是随机的。
   TreeMap取出来的是排序后的键值对，如果需要按自然顺序或者自定义顺序键，那么TreeMap更好。
   LinkedHaspMap是HashMap的一个子类，如果需要输出的顺序和输入的顺序相同，那么可以使用LinkedHashMap实现。