JAVA的主要集合类的数据结构

集合类的大体分类：List,Map和Set。

1、 List

1. ArrayList
   
   ArrayList维护着一个对象数组。若是调用new ArrayList()后，它会默认初始一个size=10的数组。
   每次add操做都要检查数组容量，若是不够，从新设置一个初始容量1.5倍大小的新数组，而后再把每一个元素copy过去。
   在数组中间插入或删除，都要移动后面的全部元素。（使用System.arraycopy()）
2. LindedList
   LinkedList的实现是一个双向链表。每一个节点除含有元素外，还包含向前，向后的指针。
   新建一个LinkedList，生成一个头节点（header，就是一个头指针），它的元素为null。
   
   它自包含，next和previous指针都指向本身。执行add(Object obj)方法后，会生成一个新节点：
   
   Header节点的next指向链表的第一个节点，previous指向链表的最后一个节点，在这里都是first。再增长一个对象，它的形状像下面这样：
   
   如今是一个标准的双向链表形状。每一个节点都有本身的next和previous指针。增长节点，只会对链表的指针进行操做，速度快。
   LinkedList实现了Deque，因此它有双向队列的特征，在链表两端可增删数据。使用index查找对象时，会以index和size/2比较，从前或从后向中间搜索。ListIterator可向前或向后迭代。
   比较ArrayList和LinkedList的结构，就能够得出：
   （1） ArrayList的remove和add(index, Object)操做代价高，须要移动后面的每一个元素。
   （2） LinkedList的get(index)操做代价高，它要先循环遍历list，找到Object

2、 Map

1. HashMap
   HashMap的结构是一个散列桶，初始化时生成以下结构：
   
   每一个bucket包含一个Entry(map自定义的一种结构，包含一个日后的指针)的链表。在put(key, value)后，它的结构以下：
   
   将key的hashcode再次散列，而后用这个hash和length-1进行按位与操做，获得bucket的index，而后检查当前bucket的链表，有没有这个key,若是有替换value，没有则跟在链表的最后。
   容许key和value均可以是null
   Index=0的bucket存key=null的value，也能够是其它hashcode为0的项。
   初始容量必须为2的幂次（个人理解是，在生成index的时候有这样的代码:hase ^ (length - 1)），length – 1的二进制代码为全1,则容易进行hash的设计）。
   若是两个key散列后的index同样的话，第一个key生成的Entry先存在桶中，第二个key生成的Entry会将第一个Entry设为本身的next，串起来。（如图中，先put(yy, “first”)，会将这个Entry设为bucket的第一项，后put(xx,”second”)，则生成新Entry，它的next为key为yy的Entry，生成一个链表）。
   在put操做中，会比较threshold（capacity * load_factor，一个临界值），若是size > threshold的话，生成一个当前bucket两倍数量的buckets，而后把现有的数据从新散列到新bucket中。
   对HashMap迭代时，返回数据的顺序是:index从0到length-1，循环遍历每一个bucket，把不为null的数据取出，每一个bucket内的顺序由链表的顺序决定。而不是由插入数据决定。
2. LinkedHashMap
   上面说过，Map的迭代不禁插入顺序决定。若是要保持这种顺序呢？就要新增长一种结构来保持。
   
   LinkedHashMap是HashMap的子类，增长一个双向链表，用来存储每一个新加入的节点。在遍历时，按链表的顺序进行。其实差很少就是上面HashMap和LinkedList的和吧。

3、Set

1. HashSet
   HashSet使用HashMap来保持元素。Key = 元素，value是一个公有的对象，对每一个元素都同样，在HashMap里面key是唯一的，固然很适合于构造set集合。等同于用HashMap包装了次，显示Set本身的特性。
   最后还要提到集合类里面一个很重要的类:Collections，它有不少本身独特的静态方法。固然它主要提供几种特殊集合(List, Map,Set)，能够调用静态方法来得到：Unmodifiable(不可修改集合，不可添加或删除元素)，Synchronize(保持同步集合，它的基本每一个方法都加锁，防止并发操做)，Checked(声明之始传入特定类型，之后的操做都会验证加入元素是否属于已定类型)，Singleton(集合中只包含一个元素)。它们都是经过包装集合类中的抽象类得到，产生不一样的行为。