Java容器(List、Set、Map)知识点快速复习手册(中)

前言

本文快速回顾了Java中容器的知识点,用作面试复习,事半功倍。

上篇:主要为容器概览,容器中用到的设计模式,List源码

中篇:Map源码

下篇:Set源码,容器总结

其它知识点复习手册

HashMap

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-collection/hashmap.html

源码分析:

https://segmentfault.com/a/1190000014293372

关键词

  • 初始容量16
  • 扩容是2倍,加载因子0.75
  • 头插法
  • 0桶存放null
  • 从 JDK 1.8 开始,一个桶存储的链表长度大于 8 时会将链表转换为红黑树(前提:键值对要超过64个)
  • 自动地将传入的容量转换为2的幂次方
    • 保证运算速度:确保用位运算代替模运算来计算桶下标。hash& (length-1)运算等价于对 length 取模。
    • hash均匀分布:数据在数组上分布就比较均匀,并且能够利用全部二进制位,也就是说碰撞的几率小
  • table数组+Entry []链表(散列表),红黑树
  • 扩容操作需要把键值对重新插入新的 table 中,重新计算所有key有特殊机制(JDK1.8后)

存储结构

hashMap的一个内部类Node:

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next; //链表结构,存储下一个元素

在这里插入图片描述

Node内部包含了一个 Entry 类型的数组table,数组中的每个位置被当成一个桶。

transient Entry[] table;

Entry 存储着键值对。它包含了四个字段,从 next 字段我们可以看出 Entry 是一个链表。即数组中的每个位置被当成一个桶,一个桶存放一个链表。

HashMap 使用拉链法来解决冲突,同一个链表中存放哈希值相同的 Entry。

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final K key;
    V value;
    Entry<K,V> next;
    int hash;

    Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
        value = v;
        next = n;
        key = k;
        hash = h;
    }

    public final K getKey() {
        return key;
    }

    public final V getValue() {
        return value;
    }

    public final V setValue(V newValue) {
        V oldValue = value;
        value = newValue;
        return oldValue;
    }

    public final boolean equals(Object o) {
        if (!(o instanceof Map.Entry))
            return false;
        Map.Entry e = (Map.Entry)o;
        Object k1 = getKey();
        Object k2 = e.getKey();
        if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
            Object v1 = getValue();
            Object v2 = e.getValue();
            if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
                return true;
        }
        return false;
    }

    public final int hashCode() {
        return Objects.hashCode(getKey()) ^ Objects.hashCode(getValue());
    }

    public final String toString() {
        return getKey() + "=" + getValue();
    }
}

构造器

在这里插入图片描述

构造时就会调用tableSizeFor():返回一个大于输入参数且最近的2的整数次幂。

static final int tableSizeFor(int cap) {
    int n = cap - 1;
    n |= n >>> 1;
    n |= n >>> 2;
    n |= n >>> 4;
    n |= n >>> 8;
    n |= n >>> 16;
    return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}

拉链法

应该注意到链表的插入是以头插法方式进行的

HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("K1", "V1");
map.put("K2", "V2");
map.put("K3", "V3");
  • 新建一个 HashMap,默认大小为 16;
  • 插入 <K1,V1> 键值对,先计算 K1 的 hashCode 为 115,使用除留余数法得到所在的桶下标 115%16=3。
  • 插入 <K2,V2> 键值对,先计算 K2 的 hashCode 为 118,使用除留余数法得到所在的桶下标 118%16=6。
  • 插入 <K3,V3> 键值对,先计算 K3 的 hashCode 为 118,使用除留余数法得到所在的桶下标 118%16=6,插在 <K2,V2> 前面。

查找需要分成两步进行:

  • 计算键值对所在的桶;
  • 在链表上顺序查找,时间复杂度显然和链表的长度成正比。

put 操作

  • 当我们 put 的时候,如果 key 存在了,那么新的 value 会代替旧的 value
  • 如果 key 存在的情况下,该方法返回的是旧的 value,
  • 如果 key 不存在,那么返回 null。
public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable(threshold);
    }
    // 键为 null 单独处理
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    // 确定桶下标
    int i = indexFor(hash, table.length);
    // 先找出是否已经存在键为 key 的键值对,如果存在的话就更新这个键值对的值为 value
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }

    modCount++;
    // 插入新键值对
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

HashMap 允许插入键为 null 的键值对。但是因为无法调用 null 的 hashCode() 方法,也就无法确定该键值对的桶下标,只能通过强制指定一个桶下标来存放。HashMap 使用第 0 个桶存放键为 null 的键值对。

private V putForNullKey(V value) {
    for (Entry<K,V> e = table[0]; e != null; e = e.next) {
        if (e.key == null) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }
    modCount++;
    addEntry(0, null, value, 0);
    return null;
}

使用链表的头插法,也就是新的键值对插在链表的头部,而不是链表的尾部。

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
        resize(2 * table.length);
        hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
        bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
    }

    createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
}

void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
    // 头插法,链表头部指向新的键值对
    table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    size++;
}
Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
    value = v;
    next = n;
    key = k;
    hash = h;
}

补充:hashmap里hash方法的高位优化:

https://www.cnblogs.com/liujinhong/p/6576543.html

https://note.youdao.com/yws/res/18743/50AADC7BB42845B29CDA293FC409250C?ynotemdtimestamp=1548155508277

设计者将key的哈希值的高位也做了运算(与高16位做异或运算,使得在做&运算时,此时的低位实际上是高位与低位的结合),这就增加了随机性,减少了碰撞冲突的可能性!

为何要这么做?

table的长度都是2的幂,因此index仅与hash值的低n位有关,hash值的高位都被与操作置为0了。

这样做很容易产生碰撞。设计者权衡了speed, utility, and quality,将高16位与低16位异或来减少这种影响。设计者考虑到现在的hashCode分布的已经很不错了,而且当发生较大碰撞时也用树形存储降低了冲突。仅仅异或一下,既减少了系统的开销,也不会造成的因为高位没有参与下标的计算(table长度比较小时),从而引起的碰撞。

确定桶下标

很多操作都需要先确定一个键值对所在的桶下标。

int hash = hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);

4.1 计算 hash 值

final int hash(Object k) {
    int h = hashSeed;
    if (0 != h && k instanceof String) {
        return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
    }

    h ^= k.hashCode();

    // This function ensures that hashCodes that differ only by
    // constant multiples at each bit position have a bounded
    // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
public final int hashCode() {
    return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}

4.2 取模

令 x = 1<\<\4,即 \x 为 2 的 4 次方,它具有以下性质:

x   : 00010000
x-1 : 00001111

令一个数 y 与 x-1 做与运算,可以去除 y 位级表示的第 4 位以上数:

y       : 10110010
x-1     : 00001111
y&(x-1) : 00000010

这个性质和 y 对 x 取模效果是一样的:

y   : 10110010
x   : 00010000
y%x : 00000010

我们知道,位运算的代价比求模运算小的多,因此在进行这种计算时用位运算的话能带来更高的性能。

确定桶下标的最后一步是将 key 的 hash 值对桶个数取模:hash%capacity,如果能保证 capacity 为 2 的 n 次方,那么就可以将这个操作转换为位运算。

static int indexFor(int h, int length) {
    return h & (length-1);
}

当 length 总是 2 的 n 次方时,h& (length-1)运算等价于对 length 取模,也就是 h%length,但是 & 比 % 具有更高的效率。这看上去很简单,其实比较有玄机的,我们举个例子来说明:

<table>

  • 从上面的例子中可以看出:当它们和 15-1(1110)“与”的时候,8 和 9产生了相同的结果,也就是说它们会定位到数组中的同一个位置上去,这就产生了碰撞,8 和 9 会被放到数组中的同一个位置上形成链表,那么查询的时候就需要遍历这个链 表,得到8或者9,这样就降低了查询的效率。
  • 同时,我们也可以发现,当数组长度为 15 的时候,hash 值会与 15-1(1110)进行“与”,那么最后一位永远是 0,而 0001,0011,0101,1001,1011,0111,1101 这几个位置永远都不能存放元素了空间浪费相当大,数组可以使用的位置比数组长度小了很多,这意味着进一步增加了碰撞的几率。
  • 而当数组长度为16时,即为2的n次方时,2n-1 得到的二进制数的每个位上的值都为 1,这使得在低位上&时,得到的和原 hash 的低位相同,加之 hash(int h)方法对 key 的 hashCode 的进一步优化,加入了高位计算,就使得只有相同的 hash 值的两个值才会被放到数组中的同一个位置上形成链表。

所以说,当数组长度为 2 的 n 次幂的时候,不同的 key 算得得 index 相同的几率较小,那么数据在数组上分布就比较均匀,也就是说碰撞的几率小

扩容-基本原理

设 HashMap 的 table 长度为 M,需要存储的键值对数量为 N,如果哈希函数满足均匀性的要求,那么每条链表的长度大约为 N/M,因此平均查找次数的复杂度为 O(N/M)。

为了让查找的成本降低,应该尽可能使得 N/M 尽可能小,因此需要保证 M 尽可能大,也就是说 table 要尽可能大。HashMap 采用动态扩容来根据当前的 N 值来调整 M 值,使得空间效率和时间效率都能得到保证。

和扩容相关的参数主要有:capacity、size、threshold 和 load_factor。

参数

含义

capacity

table 的容量大小,默认为 16。需要注意的是 capacity 必须保证为 2 的 n 次方。

size

键值对数量。

threshold

size 的临界值,当 size 大于等于 threshold 就必须进行扩容操作。

loadFactor

装载因子,table 能够使用的比例,threshold = capacity * loadFactor。

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;

static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

transient Entry[] table;

transient int size;

int threshold;

final float loadFactor;

transient int modCount;

从下面的添加元素代码中可以看出,当需要扩容时,令 capacity 为原来的两倍。

void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
    Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
    table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
    if (size++ >= threshold)
        resize(2 * table.length);
}

扩容使用 resize() 实现,需要注意的是,扩容操作同样需要把 oldTable 的所有键值对重新插入 newTable 中,因此这一步是很费时的。

void resize(int newCapacity) {
    Entry[] oldTable = table;
    int oldCapacity = oldTable.length;
    if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
        threshold = Integer.MAX_VALUE;
        return;
    }
    Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
    transfer(newTable);
    table = newTable;
    threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);
}

void transfer(Entry[] newTable) {
    Entry[] src = table;
    int newCapacity = newTable.length;
    for (int j = 0; j < src.length; j++) {
        Entry<K,V> e = src[j];
        if (e != null) {
            src[j] = null;
            do {
                Entry<K,V> next = e.next;
                int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
                e.next = newTable[i];
                newTable[i] = e;
                e = next;
            } while (e != null);
        }
    }
}

扩容-重新计算桶下标

Rehash优化:https://my.oschina.net/u/3568600/blog/1933764

在进行扩容时,需要把键值对重新放到对应的桶上。HashMap 使用了一个特殊的机制,可以降低重新计算桶下标的操作。

假设原数组长度 capacity 为 16,扩容之后 new capacity 为 32:

capacity     : 00010000
new capacity : 00100000

对于一个 Key,

  • 它的哈希值如果在第 5 位上为 0,那么取模得到的结果和之前一样;
  • 如果为 1,那么得到的结果为原来的结果 +16。

总结:

经过rehash之后,元素的位置要么是在原位置,要么是在原位置再移动2次幂的位置

因此,我们在扩充HashMap的时候,不需要像JDK1.7的实现那样重新计算hash,只需要看看原来的hash值新增的那个bit是1还是0就好了,是0的话索引没变,是1的话索引变成“原索引+oldCap”,可以看看下图为16扩充为32的resize示意图:

在这里插入图片描述

计算数组容量

HashMap 构造函数允许用户传入的容量不是 2 的 n 次方,因为它可以自动地将传入的容量转换为 2 的 n 次方。

先考虑如何求一个数的掩码,对于 10010000,它的掩码为 11111111,可以使用以下方法得到:

mask |= mask >> 1    11011000
mask |= mask >> 2    11111110
mask |= mask >> 4    11111111

mask+1 是大于原始数字的最小的 2 的 n 次方。

num     10010000
mask+1 100000000

以下是 HashMap 中计算数组容量的代码:

static final int tableSizeFor(int cap) {
    int n = cap - 1;
    n |= n >>> 1;
    n |= n >>> 2;
    n |= n >>> 4;
    n |= n >>> 8;
    n |= n >>> 16;
    return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}

链表转红黑树

并不是桶子上有8位元素的时候它就能变成红黑树,它得同时满足我们的键值对大于64才行的

这是为了避免在哈希表建立初期,多个键值对恰好被放入了同一个链表中而导致不必要的转化。

HashTable

关键词:

  • Hashtable的迭代器不是 fail-fast,HashMap 的迭代器是 fail-fast 迭代器。
  • Hashtable 的 key 和 value 都不允许为 null,HashMap 可以插入键为 null 的 Entry。
  • HashTable 使用 synchronized 来进行同步。
  • 基于 Dictionary 类(遗留类)
  • HashMap 不能保证随着时间的推移 Map 中的元素次序是不变的。

HashMap 与 HashTable

在这里插入图片描述

  • HashTable 基于 Dictionary 类(遗留类),而 HashMap 是基于 AbstractMap。
    • Dictionary 是任何可将键映射到相应值的类的抽象父类
    • 而AbstractMap是基于Map接口的实现,它以最大限度地减少实现此接口所需的工作。
  • HashMap 的 key 和 value 都允许为 null,而 Hashtable 的 key 和 value 都不允许为 null
  • HashMap 的迭代器是 fail-fast 迭代器,而 Hashtable 的 enumerator 迭代器不是 fail-fast 的。
  • 由于 Hashtable 是线程安全的也是 synchronized,所以在单线程环境下它比 HashMap 要慢。
  • Hashtable 中的几乎所有的 public 的方法都是synchronized的,而有些方法也是在内部通过 synchronized 代码块来实现。
    • 但是在 Collections 类中存在一个静态方法:synchronizedMap(),该方法创建了一个线程安全的 Map 对象,并把它作为一个封装的对象来返回。
    • 也可以使用 ConcurrentHashMap,它是 HashTable 的替代,而且比 HashTable 可扩展性更好

ConcurrentHashMap

谈谈ConcurrentHashMap1.7和1.8的不同实现:

http://www.importnew.com/23610.html

详细源码分析(还未细看):

https://blog.csdn.net/yan_wenliang/article/details/51029372

https://segmentfault.com/a/1190000014380257

主要针对jdk1.7的实现来介绍

关键词

  • key和value都不允许为null
  • Hashtable是将所有的方法进行同步,效率低下。而ConcurrentHashMap通过部分锁定+CAS算法来进行实现线程安全的
  • get方法是非阻塞,无锁的。重写Node类,通过volatile修饰next来实现每次获取都是最新设置的值
  • 在高并发环境下,统计数据(计算size…等等)其实是无意义的,因为在下一时刻size值就变化了。
  • 实现形式不同:
    • 1.7:Segment + HashEntry的方式进行实现
    • 1.8:与HashMap相同(散列表(数组+链表)+红黑树)采用Node数组 + CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现

存储结构

jdk1.7

jdk1.7中采用Segment + HashEntry的方式进行实现

在这里插入图片描述

Segment:其继承于 ReentrantLock 类,从而使得 Segment 对象可以充当锁的角色。

Segment 中包含HashBucket的数组,其可以守护其包含的若干个桶。

static final class HashEntry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    volatile V value;
    volatile HashEntry<K,V> next;
}

ConcurrentHashMap采用了分段锁,每个分段锁维护着几个桶,多个线程可以同时访问不同分段锁上的桶,从而使其并发度更高(并发度就是 Segment 的个数)。

jdk1.8

在这里插入图片描述

  • JDK 1.7 使用分段锁机制来实现并发更新操作,核心类为 Segment,它继承自重入锁 ReentrantLock,并发程度与 Segment 数量相等。
  • JDK 1.8 使用了 CAS 操作来支持更高的并发度,在 CAS 操作失败时使用内置锁 synchronized。
  • 并且 JDK 1.8 的实现也在链表过长时会转换为红黑树。

1.8中放弃了Segment臃肿的设计,取而代之的是采用Node数组 + CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现

添加元素:put

在这里插入图片描述

只让一个线程对散列表进行初始化!

获取元素:get

从顶部注释我们可以读到,get方法是不用加锁的,是非阻塞的。

Node节点是重写的,设置了volatile关键字修饰,致使它每次获取的都是最新设置的值

获取大小:size

每个 Segment 维护了一个 count 变量来统计该 Segment 中的键值对个数。

在执行 size 操作时,需要遍历所有 Segment 然后把 count 累计起来。

ConcurrentHashMap 在执行 size操作时先尝试不加锁,如果连续两次不加锁操作得到的结果一致,那么可以认为这个结果是正确的。

尝试次数使用 RETRIES_BEFORE_LOCK 定义,该值为 2,retries 初始值为 -1,因此尝试次数为 3。

如果尝试的次数超过 3 次,就需要对每个 Segment 加锁。

删除元素:remove

在这里插入图片描述

为什么用这么方式删除呢,细心的同学会发现上面定义的HashEntry的key和next都是final类型的,所以不能改变next的指向,所以又复制了一份指向删除的结点的next。

Collections.synchronizedMap()与ConcurrentHashMap的区别

参考:https://blog.csdn.net/lanxiangru/article/details/53495854

  • Collections.synchronizedMap()和Hashtable一样,实现上在调用map所有方法时,都对整个map进行同步,而ConcurrentHashMap的实现却更加精细,它对map中的所有桶加了锁同步操作精确控制到桶,所以,即使在遍历map时,其他线程试图对map进行数据修改,也不会抛出ConcurrentModificationException。
  • ConcurrentHashMap从类的命名就能看出,它是个HashMap。而Collections.synchronizedMap()可以接收任意Map实例,实现Map的同步。比如TreeMap。

总结

ConcurrentHashMap 的高并发性主要来自于三个方面:

  • 分离锁实现多个线程间的更深层次的共享访问。
  • HashEntery对象的不变性来降低执行读操作的线程在遍历链表期间对加锁的需求。
  • 通过对同一个 Volatile 变量的写 / 读访问,协调不同线程间读 / 写操作的内存可见性。

LinkedHashMap

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-collection/linkedhashmap.html

https://segmentfault.com/a/1190000014319445

关键词

  • 允许使用 null 值和 null 键
  • 此实现不是同步的(linkedlist,lilnkedhashset也不是同步的)
  • 维护着一个运行于所有条目的双向链表。定义了迭代顺序,该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序
  • 初始容量对遍历没有影响:遍历的双向链表,而不是散列表
  • 在访问顺序的情况下,使用get方法也是结构性的修改(会导致Fail-Fast)

概论

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

成员变量

该 Entry 除了保存当前对象的引用外,还保存了其上一个元素 before 和下一个元素 after的引用,从而在哈希表的基础上又构成了双向链接列表。

/**
* LinkedHashMap的Entry元素。
* 继承HashMap的Entry元素,又保存了其上一个元素before和下一个元素after的引用。
 */
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
        Entry<K,V> before, after;
        Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            super(hash, key, value, next);
        }
    }

构造器

在这里插入图片描述

  • 通过源代码可以看出,在 LinkedHashMap 的构造方法中,实际调用了父类 HashMap 的相关构造方法来构造一个底层存放的 table 数组,但额外可以增加 accessOrder 这个参数,如果不设置
    • 默认为 false,代表按照插入顺序进行迭代;
    • 当然可以显式设置为 true,代表以访问顺序进行迭代。
  • 在构建新节点时,构建的是LinkedHashMap.Entry 不再是Node.

获取元素:get

LinkedHashMap 重写了父类 HashMap 的 get 方法,实际在调用父类 getEntry() 方法取得查找的元素后,再判断当排序模式 accessOrder 为 true 时,记录访问顺序,将最新访问的元素添加到双向链表的表头,并从原来的位置删除。

由于的链表的增加、删除操作是常量级的,故并不会带来性能的损失。

遍历元素

为啥注释说:初始容量对遍历没有影响?

因为它遍历的是LinkedHashMap内部维护的一个双向链表,而不是散列表(当然了,链表双向链表的元素都来源于散列表)

LinkedHashMap应用

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-collection/linkedhashmap-lrucache.html

LRU最近最少使用(访问顺序)

用这个类有两大好处:

  • 它本身已经实现了按照访问顺序或插入顺序的存储
  • LinkedHashMap 本身有removeEldestEntry方法用于判断是否需要移除最不常读取的数,但是,原始方法默认不需要移除,我们需要override这样一个方法。

Java里面实现LRU缓存通常有两种选择:

  • 使用LinkedHashMap
  • 自己设计数据结构,使用链表+HashMap

以下是使用 LinkedHashMap 实现的一个 LRU 缓存:

  • 设定最大缓存空间 MAX_ENTRIES 为 3;
  • 使用 LinkedHashMap 的构造函数将 accessOrder 设置为 true,开启 LRU 顺序;
  • 覆盖 removeEldestEntry() 方法实现,在节点多于 MAX_ENTRIES 就会将最近最久未使用的数据移除。
class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
    private static final int MAX_ENTRIES = 3;

    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
        return size() > MAX_ENTRIES;
    }

    LRUCache() {
        super(MAX_ENTRIES, 0.75f, true);
    }
}
public static void main(String[] args) {
    LRUCache<Integer, String> cache = new LRUCache<>();
    cache.put(1, "a");
    cache.put(2, "b");
    cache.put(3, "c");
    cache.get(1);
    cache.put(4, "d");
    System.out.println(cache.keySet());
}
[3, 1, 4]

实现详细代码请参考文章:补充知识点-缓存

FIFO(插入顺序)

还可以在插入顺序的LinkedHashMap直接重写下removeEldestEntry方法即可轻松实现一个FIFO缓存

TreeMap

关键词

  • 红黑树
  • 非同步
  • key不能为null
  • 实现了NavigableMap接口,而NavigableMap接口继承着SortedMap接口,是有序的(HahMap是Key无序的)
  • TreeMap的基本操作 containsKey、get、put 和 remove 的时间复杂度是 log(n) 。
  • 适用于查找性能要求不那么高,反而对有序性要求比较高的应用场景
  • 使用Comparator或者Comparable来比较key是否相等与排序的问题

概览

在这里插入图片描述

获取元素:get

详细看:

https://segmentfault.com/a/1190000014345983#articleHeader4

总结:

  • 如果在构造方法中传递了Comparator对象,那么就会以Comparator对象的方法进行比较。否则,则使用Comparable的compareTo(T o)方法来比较。
  • 值得说明的是:如果使用的是compareTo(T o)方法来比较,key一定是不能为null,并且得实现了Comparable接口的。
  • 即使是传入了Comparator对象,不用compareTo(T o)方法来比较,key也是不能为null的

删除元素:remove

  • 删除节点并且平衡红黑树

参考

  • https://github.com/CyC2018/CS-Notes/blob/master/docs/notes/Java%20%E5%AE%B9%E5%99%A8.md
  • 公众号:Java3y
  • Eckel B. Java 编程思想 [M]. 机械工业出版社, 2002.
  • Java Collection Framework
  • Iterator 模式
  • Java 8 系列之重新认识 HashMap
  • What is difference between HashMap and Hashtable in Java?
  • Java 集合之 HashMap
  • The principle of ConcurrentHashMap analysis
  • 探索 ConcurrentHashMap 高并发性的实现机制
  • HashMap 相关面试题及其解答
  • Java 集合细节(二):asList 的缺陷
  • Java Collection Framework – The LinkedList Class

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原文发表时间:2019-01-24

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