作者：大道方圓

cnblogs.com/xdecode/p/9321848.html

最近在整理資料結構方面的知識,系統化看了下Java中常用資料結構,突發奇想用動畫來繪製資料流轉過程.

主要基於jdk8,可能會有些特性與jdk7之前不相同,例如LinkedList LinkedHashMap中的雙向列表不再是迴環的.

HashMap中的單連結串列是尾插,而不是頭插入等等,後文不再贅敘這些差異,本文目錄結構如下:

LinkedList

經典的雙連結串列結構,適用於亂序插入,刪除. 指定序列操作則效能不如ArrayList,這也是其資料結構決定的.

add(E) / addLast(E)

add(index,E)

這邊有個小的優化,他會先判斷index是靠近隊頭還是隊尾,來確定從哪個方向遍歷鏈入.

if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return
 
 x;
        }複製程式碼

靠隊尾

get(index)

也是會先判斷index,不過效能依然不好,這也是為什麼不推薦用for(int i = 0; i < lengh; i++)的方式遍歷linkedlist,而是使用iterator的方式遍歷.

remove(E)

ArrayList

底層就是一個陣列,因此按序查詢快,亂序插入,刪除因為涉及到後面元素移位所以效能慢.

add(index,E)

擴容

一般預設容量是10,擴容後,會length*1.5.

remove(E)

迴圈遍歷陣列,判斷E是否equals當前元素,刪除效能不如LinkedList.

Stack

經典的資料結構,底層也是陣列,繼承自Vector,先進後出FILO,預設new Stack()容量為10,超出自動擴容.

push(E)

pop()

字尾表示式

Stack的一個典型應用就是計算表示式如 9 + (3 - 1) * 3 + 10 / 2,計算機將中綴表示式轉為字尾表示式,再對字尾表示式進行計算.

中綴轉字尾

• 數字直接輸出

• 棧為空時，遇到運運算元，直接入棧

• 遇到左括號,將其入棧

• 遇到右括號,執行出棧操作，並將出棧的元素輸出，直到彈出棧的是左括號，左括號不輸出。

• 遇到運運算元(加減乘除)：彈出所有優先順序大於或者等於該運運算元的棧頂元素，然後將該運運算元入棧

• 最終將棧中的元素依次出棧，輸出。

計算字尾表達

• 遇到數字時，將數字壓入堆疊

• 遇到運運算元時，彈出棧頂的兩個數，用運運算元對它們做相應的計算,並將結果入棧

• 重複上述過程直到表示式最右端

• 運算得出的值即為表示式的結果

佇列

與Stack的區別在於,Stack的刪除與新增都在隊尾進行,而Queue刪除在隊頭,新增在隊尾.

ArrayBlockingQueue

生產消費者中常用的阻塞有界佇列,FIFO.

put(E)

put(E) 佇列滿了

final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lockInterruptibly();
        try {
            while (count == items.length)
                notFull.await();
            enqueue(e);
        } finally {
            lock.unlock();
        }複製程式碼

take()

當元素被取出後,並沒有對陣列後面的元素位移,而是更新takeIndex來指向下一個元素.

takeIndex是一個環形的增長,當移動到佇列尾部時,會指向0,再次迴圈.

private E dequeue() {
        // assert lock.getHoldCount() == 1;
        // assert items[takeIndex] != null;
        final Object[] items = this.items;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        E x = (E) items[takeIndex];
        items[takeIndex] = null;
        if (++takeIndex == items.length)
            takeIndex = 0;
        count--;
        if (itrs != null)
            itrs.elementDequeued();
        notFull.signal();
        return x;
    }複製程式碼

HashMap

最常用的雜湊表,面試的童鞋必備知識了,內部通過陣列 + 單連結串列的方式實現. jdk8中引入了紅黑樹對長度 > 8的連結串列進行優化,我們另外篇幅再講.

put(K,V)

put(K,V) 相同hash值

resize 動態擴容

當map中元素超出設定的閾值後,會進行resize (length * 2)操作,擴容過程中對元素一通操作,並放置到新的位置.

具體操作如下:

• 在jdk7中對所有元素直接rehash,並放到新的位置.

• 在jdk8中判斷元素原hash值新增的bit位是0還是1,0則索引不變,1則索引變成"原索引 + oldTable.length".

//定義兩條鏈
    //原來的hash值新增的bit為0的鏈，頭部和尾部
    Node<K,V> loHead = null,loTail = null;
    //原來的hash值新增的bit為1的鏈，頭部和尾部
    Node<K,V> hiHead = null,hiTail = null;
    Node<K,V> next;
    //迴圈遍歷出鏈條鏈
    do {
        next = e.next;
        if ((e.hash & oldCap) == 0) {
            if (loTail == null)
                loHead = e;
            else
                loTail.next = e;
            loTail = e;
        }
        else {
            if (hiTail == null)
                hiHead = e;
            else
                hiTail.next = e;
            hiTail = e;
        }
    } while ((e = next) != null);
    //擴容前後位置不變的鏈
    if (loTail != null) {
        loTail.next = null;
        newTab[j] = loHead;
    }
    //擴容後位置加上原陣列長度的鏈
    if (hiTail != null) {
        hiTail.next = null;
        newTab[j + oldCap] = hiHead;
    }複製程式碼

LinkedHashMap

繼承自HashMap,底層額外維護了一個雙向連結串列來維持資料有序. 可以通過設定accessOrder來實現FIFO(插入有序)或者LRU(訪問有序)快取.

put(K,V)

get(K)

accessOrder為false的時候,直接返回元素就行了,不需要調整位置.

accessOrder為true的時候,需要將最近訪問的元素,放置到隊尾.

removeEldestEntry 刪除最老的元素

1. SpringBoot內容聚合

2. 面試題內容聚合

3. 設計模式內容聚合

4. Mybatis內容聚合

5. 多執行緒內容聚合