1.常見的資料結構介紹

https://www.jianshu.com/p/230e6fde9c75（轉）

2.常見的5種併發集合

1、常用的五種併發包

• ConcurrentHashMap
• CopyOnWriteArrayList
• CopyOnWriteArraySet
• ArrayBlockingQueue
• LinkedBlockingQueue

2、ConcurrentHashMap

• 執行緒安全的HashMap的實現
• 資料結構：一個指定個數的Segment陣列，陣列中的每一個元素Segment相當於一個HashTable（一個HashEntry[]）
• 擴容的話，只需要擴自己的Segment而非整個table擴容
• key與value均不可以為null，而hashMap可以
• 向map新增元素
  • 根據key獲取key.hashCode的hash值
  • 根據hash值算出將要插入的Segment
  • 根據hash值與Segment中的HashEntry的容量-1按位與獲取將要插入的HashEntry的index
  • 若HashEntry[index]中的HashEntry連結串列有與插入元素相同的key和hash值，根據onlyIfAbsent決定是否替換舊值
  • 若沒有相同的key和hash，直接返回將新節點插入鏈頭，原來的頭節點設為新節點的next（採用的方式與HashMap一致，都是HashEntry替換的方法）
• ConcurrentHashMap基於concurrencyLevel劃分出多個Segment來儲存key-value，這樣的話put的時候只鎖住當前的Segment，可以避免put的時候鎖住整個map，從而減少了併發時的阻塞現象
• 從map中獲取元素
  • 根據key獲取key.hashCode的hash值
  • 根據hash值與找到相應的Segment
  • 根據hash值與Segment中的HashEntry的容量-1按位與獲取HashEntry的index
  • 遍歷整個HashEntry[index]連結串列，找出hash和key與給定引數相等的HashEntry，例如e
    • 如沒找到e，返回null
    • 如找到e，獲取e.value
      • 如果e.value!=null，直接返回
      • 如果e.value==null,則先加鎖，等併發的put操作將value設定成功後，再返回value值
• 對於get操作而言，基本沒有鎖，只有當找到了e且e.value等於null,有可能是當下的這個HashEntry剛剛被建立，value屬性還沒有設定成功，這時候我們讀到是該HashEntry的value的預設值null,所以這裡加鎖，等待put結束後，返回value值
• 加鎖情況（分段鎖）：
  • put
  • get中找到了hash與key都與指定引數相同的HashEntry，但是value==null的情況
  • remove
  • size()：三次嘗試後，還未成功，遍歷所有Segment，分別加鎖（即建立全域性鎖）

3、CopyOnWriteArrayList

• 執行緒安全且在讀操作時無鎖的ArrayList
• 採用的模式就是"CopyOnWrite"（即寫操作-->包括增加、刪除，使用複製完成）
• 底層資料結構是一個Object[]，初始容量為0，之後每增加一個元素，容量+1，陣列複製一遍
• 遍歷的只是全域性陣列的一個副本，即使全域性陣列發生了增刪改變化，副本也不會變化，所以不會發生併發異常。但是，可能在遍歷的過程中讀到一些剛剛被刪除的物件
• 增刪改上鎖、讀不上鎖
• 讀多寫少且髒資料影響不大的併發情況下，選擇CopyOnWriteArrayList

4、CopyOnWriteArraySet

• 基於CopyOnWriteArrayList，不新增重複元素

5、ArrayBlockingQueue

• 基於陣列、先進先出、執行緒安全，可實現指定時間的阻塞讀寫，並且容量可以限制
• 組成：一個物件陣列+1把鎖ReentrantLock+2個條件Condition
• 三種入隊對比
  • offer(E e)：如果佇列沒滿，立即返回true； 如果佇列滿了，立即返回false-->不阻塞
  • put(E e)：如果佇列滿了，一直阻塞，直到陣列不滿了或者執行緒被中斷-->阻塞
  • offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)：在隊尾插入一個元素,，如果陣列已滿，則進入等待，直到出現以下三種情況：-->阻塞
    • 被喚醒
    • 等待時間超時
    • 當前執行緒被中斷
• 三種出對對比
  • poll()：如果沒有元素，直接返回null；如果有元素，出隊
  • take()：如果佇列空了，一直阻塞，直到陣列不為空或者執行緒被中斷-->阻塞
  • poll(long timeout, TimeUnit unit)：如果陣列不空，出隊；如果陣列已空且已經超時，返回null；如果陣列已空且時間未超時，則進入等待，直到出現以下三種情況：
    • 被喚醒
    • 等待時間超時
    • 當前執行緒被中斷
• 需要注意的是，陣列是一個必須指定長度的陣列，在整個過程中，陣列的長度不變，隊頭隨著出入隊操作一直迴圈後移
• 鎖的形式有公平與非公平兩種
• 在只有入隊高併發或出隊高併發的情況下，因為運算元組，且不需要擴容，效能很高

6、LinkedBlockingQueue

• 基於連結串列實現，讀寫各用一把鎖，在高併發讀寫操作都多的情況下，效能優於ArrayBlockingQueue
• 組成一個連結串列+兩把鎖+兩個條件
• 預設容量為整數最大值，可以看做沒有容量限制
• 三種入隊與三種出隊與上邊完全一樣，只是由於LinkedBlockingQueue的的容量無限，在入隊過程中，沒有阻塞等待

3.列舉java的集合以及集合之間的繼承關係？

https://blog.csdn.net/snow_7/article/details/51791112（轉）

4.集合類以及集合框架？

https://blog.csdn.net/u012152619/article/details/42673689（轉）

5.List,Set,Map的區別

https://blog.csdn.net/ABBuggy/article/details/7720666（轉）

6.List和Map的實現方式以及儲存方式

List和Set和Map的實現方式以及儲存方式？

List常用實現方式有：ArrayList和LinkedList
ArrayList 的儲存方式：陣列，查詢快
LinkedList的儲存方式：連結串列，插入，刪除快
Set常用實現方式有：HashSet和TreeSet
HashSet的儲存方式：雜湊碼演算法，加入的物件需要實現hashcode（）方法，快速查詢元素
TreeSet的儲存方式：按序存放，想要有序就要實現Comparable介面
附加：
集合框架提供了2個實用類：collections（排序，複製、查詢）和Arrays對陣列進行（排序，複製、查詢）
Map常用實現方式有：HashMap和TreeMap
HashMap的儲存方式：雜湊碼演算法，快速查詢鍵值
TreeMap儲存方式：對鍵按序存放

具體：

1:集合

Collection(單列集合)
List(有序,可重複)
ArrayList
底層資料結構是陣列,查詢快,增刪慢
執行緒不安全,效率高
Vector
底層資料結構是陣列,查詢快,增刪慢
執行緒安全,效率低
LinkedList
底層資料結構是連結串列,查詢慢,增刪快
執行緒不安全,效率高
Set(無序,唯一)
HashSet
底層資料結構是雜湊表。
雜湊表依賴兩個方法：hashCode()和equals()
執行順序：
首先判斷hashCode()值是否相同
是：繼續執行equals(),看其返回值
是true:說明元素重複，不新增
是false:就直接新增到集合
否：就直接新增到集合
最終：
自動生成hashCode()和equals()即可
LinkedHashSet
底層資料結構由連結串列和雜湊表組成。
由連結串列保證元素有序。
由雜湊表保證元素唯一。
TreeSet
底層資料結構是紅黑樹。(是一種自平衡的二叉樹)
如何保證元素唯一性呢
根據比較的返回值是否是0來決定
如何保證元素的排序呢
兩種方式
自然排序(元素具備比較性)
讓元素所屬的類實現Comparable介面
比較器排序(集合具備比較性)
讓集合接收一個Comparator的實現類物件
Map(雙列集合)
A:Map集合的資料結構僅僅針對鍵有效，與值無關。
B:儲存的是鍵值對形式的元素，鍵唯一，值可重複。
HashMap
底層資料結構是雜湊表。執行緒不安全，效率高
雜湊表依賴兩個方法：hashCode()和equals()
執行順序：
首先判斷hashCode()值是否相同
是：繼續執行equals(),看其返回值
是true:說明元素重複，不新增
是false:就直接新增到集合
否：就直接新增到集合
最終：
自動生成hashCode()和equals()即可
LinkedHashMap
底層資料結構由連結串列和雜湊表組成。
由連結串列保證元素有序。
由雜湊表保證元素唯一。
Hashtable
底層資料結構是雜湊表。執行緒安全，效率低
雜湊表依賴兩個方法：hashCode()和equals()
執行順序：
首先判斷hashCode()值是否相同
是：繼續執行equals(),看其返回值
是true:說明元素重複，不新增
是false:就直接新增到集合
否：就直接新增到集合
最終：
自動生成hashCode()和equals()即可
TreeMap
底層資料結構是紅黑樹。(是一種自平衡的二叉樹)
如何保證元素唯一性呢
根據比較的返回值是否是0來決定
如何保證元素的排序呢
兩種方式
自然排序(元素具備比較性)
讓元素所屬的類實現Comparable介面
比較器排序(集合具備比較性)
讓集合接收一個Comparator的實現類物件
2.關於集合選取原則
是否是鍵值物件形式:
是：Map
鍵是否需要排序:
是：TreeMap
否：HashMap
不知道，就使用HashMap。
否：Collection
元素是否唯一:
是：Set
元素是否需要排序:
是：TreeSet
否：HashSet
不知道，就使用HashSet
否：List
要安全嗎:
是：Vector
否：ArrayList或者LinkedList
增刪多：LinkedList
查詢多：ArrayList
不知道，就使用ArrayList
不知道，就使用ArrayList
3:集合的常見方法及遍歷方式
Collection:
add()
remove()
contains()
iterator()
size()
遍歷：
增強for
迭代器
|--List
get()
遍歷：
普通for
|--Set
Map:
put()
remove()
containskey(),containsValue()
keySet()
get()
value()
entrySet()
size()
遍歷：
根據鍵找值

根據鍵值對物件分別找鍵和值

7.ArrayList和LinkedList的區別，以及應用場景

https://www.cnblogs.com/EasonJim/p/7967138.html（轉）

8.陣列和連結串列的區別

陣列靜態分配記憶體，連結串列動態分配記憶體； 
陣列在記憶體中連續，連結串列不連續； 
陣列元素在棧區，連結串列元素在堆區； 
陣列利用下標定位，時間複雜度為O(1)，連結串列定位元素時間複雜度O(n)； 

陣列插入或刪除元素的時間複雜度O(n)，連結串列的時間複雜度O(1)。 

9.二叉樹的深度優先遍歷和廣度優先遍歷的具體實現

https://www.jianshu.com/p/473090b9490d（轉）

10.堆的實現

https://blog.csdn.net/tuke_tuke/article/details/50357939（轉）

11.堆和棧的區別

http://www.cleey.com/blog/single/id/776.html（轉）

12.堆和樹的區別

以小根堆為例，堆的特點是雙親結點的關鍵字必然小於等於孩子結點的關鍵字，而兩個孩子結點的關鍵字沒有次序規定
而二叉排序樹中，每個雙親結點的關鍵字均大於左子樹結點的關鍵字，均小於右子樹j結點的關鍵字，也就是說，每個雙親結點的左右孩子的關鍵字有次序關係
這樣，當對兩種樹執行中序遍歷後，二叉排序樹會得到一個有序的序列，而堆不一定。

堆是一種特殊的樹,它每個結點都有一個值，堆的特點是根結點的值最小（或最大），且根結點的兩個子樹也是一個堆。就類似一堆東西一樣，按照由大到小（或由小到大）“堆”起來。

堆是一種邏輯結構，樹是一種儲存結構，兩者是不同層面的東西，就像“中國人"和“成年人”，本來就不矛盾。
heap一詞反映了一種上小下大的金字塔狀特徵。

heap和tree結合，生了個孩子叫treap
中文名叫樹堆。
首先它每個節點有2個值value和weight
其中只看weight的話，滿足heap二叉堆的特性(父親比兒子都小/大)，只看value的話，滿足排序二叉樹特性(以左兒子為根的子樹元素都比父親小，右兒子為根的子樹都比父親大)
value是要維護的值，weight是隨機生成的值。由於隨機生成的堆使整棵treap變得平衡(嚴格證明請谷歌百度～)，所以treap是一種比較短小精悍的平衡樹的實現～

廢話結束，迴歸題目(莫名押韻)
只要無環無向聯通圖都叫樹，具體就是n個點n-1條無向邊連線且任意兩點聯通的一種拓撲結構
如果我們選定一個節點作為根，那麼這棵樹就是有根樹，遍歷一遍就可以確定所有的父親-兒子的關係了。。。
如果一棵有根樹的每一個結點至多有兩個兒子，那麼這棵樹稱為二叉樹

如果一棵二叉樹的每一個節點都帶著一個值，且父親的值總是比兒子的值要大，我們稱這棵樹為大頂二叉堆，如果是父親比兒子都要小，那就是小頂二叉堆，統稱為二叉堆。(其實一般都把二叉兩個字省略掉，畢竟通常說的堆都是二叉堆，然而堆不止二叉堆)。這一個良好的性質註定了堆可以用來當作優先佇列使用。
優先佇列支援以下操作
1.放一個元素進去
2.總是能取出一個最大的元素出來(大，小的規矩可以通過一個比較函式來定義)

顯然堆就是可以這麼做。

當然啦，之前說過堆不止二叉堆，還有更復雜的二項堆，斐波那契堆，配對堆等等。。。具體可查閱論文or演算法導論

總結，堆是一種特殊的樹。(結尾點題！)

堆的定義：在1到n/2的元素中，有k(i)<=k(2i),k(i)<=k(2i+1)
* 或k(i)>=k(2i),k(i)>=k(2i+1)
* 簡單來說：就是假如將此序列看成一棵完全二叉樹，要使這個無序列表
* 變成堆，則小於等於n/2(最後一個非終端節點就是n/2)的某個節點i的左右子節點均大於此節點
* 即堆的定義k(i)<=k(2i),k(i)<=k(2i+1)