教妹学 Java 51 讲

Author: itwanger

README.md

@@ -111,6 +111,7 @@
 ### **关键知识点**
 
 - [必知必会的 Unicode：躲开锟斤拷](docs/core-points/unicode.md)
+- [面试会考，Java 数据类型缓存池](docs/core-points/int-cache.md)
 - [傻傻分不清：方法重载和方法重写](docs/core-points/override-overload.md)
 - [Java 表示：我只有值传递，没有引用传递](docs/core-points/pass-by-value.md)
 - [面试经典题目：浅拷贝与深拷贝有什么区别](docs/core-points/deep-copy.md)
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 - [单例的最佳实现方式——枚举](docs/enum/enum.md)
 
 
+### **集合框架**
 
+- [初探集合框架](docs/collection/gailan.md)
 
 
 

_sidebar.md

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 - **关键知识点**
 
 - [必知必会的 Unicode：躲开锟斤拷](docs/core-points/unicode.md)
+- [面试会考，Java 数据类型缓存池](docs/core-points/int-cache.md)
 - [傻傻分不清：方法重载和方法重写](docs/core-points/override-overload.md)
 - [Java 表示：我只有值传递，没有引用传递](docs/core-points/pass-by-value.md)
 - [面试经典题目：浅拷贝与深拷贝有什么区别](docs/core-points/deep-copy.md)
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 - [单例的最佳实现方式——枚举](docs/enum/enum.md)
 
+- **集合框架**
+
+- [初探集合框架](docs/collection/gailan.md)
+
 -  **其他：**
 	- [公众号](docs/bottom.md)
 

docs/collection/gailan.md

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+## 初探集合框架
+
+眼瞅着三妹的王者荣耀杀得正嗨，我趁机喊到：“别打了，三妹，我们来一起学习 Java 的集合框架吧。”
+
+“才不要呢，等我打完这一局啊。”三妹倔强地说。
+
+“好吧。”我只好摊摊手地说，“那我先画张集合框架的结构图等着你。”
+
+![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/itwanger/jmx-java/images/collection/gailan-01.png)
+
+
+“完了没？三妹。”
+
+“完了好一会儿了，二哥，你图画得真慢，让我瞧瞧怎么样？”
+
+“害，图要画得清晰明了，不容易的。三妹，你瞧，不错吧。”
+
+Java 集合框架可以分为两条大的支线：
+
+- Collection，主要由 List、Set、Queue 组成，List 代表有序、可重复的集合，典型代表就是封装了动态数组的 ArrayList 和封装了链表的 LinkedList；Set 代表无序、不可重复的集合，典型代表就是 HashSet 和 TreeSet；Queue 代表队列，典型代表就是双端队列 ArrayDeque，以及优先级队列 PriorityQue。
+- Map，代表键值对的集合，典型代表就是 HashMap。
+
+“接下来，我们再来过一遍。”
+
+### 01、List
+
+>List 的特点是存取有序，可以存放重复的元素，可以用下标对元素进行操作
+
+**1）ArrayList**
+
+- ArrayList 是由数组实现的，支持随机存取，也就是可以通过下标直接存取元素；
+- 从尾部插入和删除元素会比较快捷，从中间插入和删除元素会比较低效，因为涉及到数组元素的复制和移动；
+- 如果内部数组的容易不足时会自动扩容，因此当元素非常庞大的时候，效率会比较低。
+
+**2）LinkedList**
+
+- LinkedList 是由双向链表实现的，不支持随机存取，只能从一端开始遍历，直到找到需要的元素后返回；
+- 任意位置插入和删除元素都很方便，因为只需要改变前一个节点和后一个节点的引用即可，不像 ArrayList 那样需要复制和移动数组元素；
+- 因为每个元素都存储了前一个和后一个节点的引用，所以相对来说，占用的内存空间会比 ArrayList 多一些。
+
+**3）Vector 和 Stack**
+
+List 的实现类还有一个 Vector，是一个元老级的类，比 ArrayList 出现得更早。ArrayList 和 Vector 非常相似，只不过 Vector 是线程安全的，像 get、set、add 这些方法都加了 `synchronized` 关键字，就导致执行执行效率会比较低，所以现在已经很少用了。
+
+更好的选择是并发包下的 CopyOnWriteArrayList。
+
+Stack 是 Vector 的一个子类，本质上也是由动态数组实现的，只不过还实现了先进后出的功能（在 get、set、add 方法的基础上追加了 pop、peek 等方法），所以叫栈。
+
+不过，由于 Stack 执行效率比较低（方法上同样加了 synchronized 关键字），就被双端队列 ArrayDeque 取代了。
+
+### 02、Set
+
+> Set 的特点是存取无序，不可以存放重复的元素，不可以用下标对元素进行操作，和 List 有很多不同
+
+**1）HashSet**
+
+HashSet 其实是由 HashMap 实现的，只不过值由一个固定的 Object 对象填充，而键用于操作。
+
+```java
+public class HashSet<E>
+    extends AbstractSet<E>
+    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
+{
+    private transient HashMap<E,Object> map;
+
+    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
+    private static final Object PRESENT = new Object();
+
+    public HashSet() {
+        map = new HashMap<>();
+    }
+
+    public boolean add(E e) {
+        return map.put(e, PRESENT)==null;
+    }
+
+    public boolean remove(Object o) {
+        return map.remove(o)==PRESENT;
+    }
+}
+```
+
+**2）LinkedHashSet**
+
+LinkedHashSet 继承自 HashSet，其实是由 LinkedHashMap 实现的，LinkedHashSet 的构造方法调用了 HashSet 的一个特殊的构造方法：
+
+```java
+HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
+   map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
+}
+```
+
+**3）TreeSet**
+
+“二哥，不用你讲了，我能猜到，TreeSet 是由 TreeMap 实现的，只不过同样操作的键位，值由一个固定的 Object 对象填充。”
+
+哇，三妹都学会了推理。
+
+“是的，总体上来说，Set 集合不是关注的重点，因为底层都是由 Map 实现的，为什么要用 Map 实现呢？三妹你能猜到原因吗？”
+
+“让我想想。”
+
+“嗯？难道是因为 Map 的键不允许重复、无序吗？”
+
+老天，竟然被三妹猜到了。
+
+“是的，你这水平长进了呀，三妹。”
+
+### 03、Queue
+
+> Queue，也就是队列，通常遵循先进先出（FIFO）的原则，新元素插入到队列的尾部，访问元素返回队列的头部。
+
+**1）ArrayDeque**
+
+从名字上可以看得出，ArrayDeque 是一个基于数组实现的双端队列，为了满足可以同时在数组两端插入或删除元素的需求，数组必须是循环的，也就是说数组的任何一点都可以被看作是起点或者终点。
+
+这是一个包含了 4 个元素的双端队列，和一个包含了 5 个元素的双端队列。
+
+![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/itwanger/jmx-java/images/collection/gailan-02.png)
+
+head 指向队首的第一个有效的元素，tail 指向队尾第一个可以插入元素的空位，因为是循环数组，所以 head 不一定从是从 0 开始，tail 也不一定总是比 head 大。
+
+**2）LinkedList**
+
+LinkedList 一般都归在 List 下，只不过，它也实现了 Deque 接口，可以作为队列来使用。等于说，LinkedList 同时实现了 Stack、Queue、PriorityQueue 的所有功能。
+
+**3）PriorityQueue**
+
+PriorityQueue 是一种优先级队列，它的出队顺序与元素的优先级有关，执行 remove 或者 poll 方法，返回的总是优先级最高的元素。
+
+要想有优先级，元素就需要实现 Comparable 接口或者 Comparator 接口。
+
+### 04、Map
+
+> Map 保存的是键值对，键要求保持唯一性，值可以重复。
+
+**1）HashMap**
+
+HashMap 实现了 Map 接口，根据键的 HashCode 值来存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一个 null 键。
+
+HashMap 不论是在学习还是工作当中，使用频率都是相当高的。随着 JDK 版本的不断更新，HashMap 的底层也优化了很多次，JDK 8 的时候引入了红黑树。
+
+```java
+final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
+               boolean evict) {
+    HashMap.Node<K,V>[] tab; HashMap.Node<K,V> p; int n, i;
+    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
+        n = (tab = resize()).length;
+    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
+        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
+    else {
+        HashMap.Node<K,V> e; K k;
+        if (p.hash == hash &&
+                ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
+            e = p;
+        else if (p instanceof HashMap.TreeNode)
+            e = ((HashMap.TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
+        else {
+            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
+                if ((e = p.next) == null) {
+                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
+                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
+                        treeifyBin(tab, hash);
+                    break;
+                }
+                if (e.hash == hash &&
+                        ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
+                    break;
+                p = e;
+            }
+        }
+    return null;
+}
+```
+
+一旦 HashMap 发生哈希冲突，就把相同键位的地方改成链表，如果链表的长度超过 8，就该用红黑树。
+
+**2）LinkedHashMap**
+
+大多数情况下，只要不涉及线程安全问题，Map基本都可以使用HashMap，不过HashMap有一个问题，就是迭代HashMap的顺序并不是HashMap放置的顺序，也就是无序。HashMap的这一缺点往往会带来困扰，因为有些场景，我们期待一个有序的Map。
+
+大多数情况下，只要不涉及到线程安全的问题，有需要键值对的时候就会使用 HashMap，但 HashMap 有一个问题，就是 HashMap 是无序的。在某些场景下，我们需要一个有序的 Map。
+
+于是 LinkedHashMap 就闪亮登场了。LinkedHashMap 是 HashMap 的子类，内部使用链表来记录插入/访问元素的顺序。
+
+LinkedHashMap 可以看作是 HashMap + LinkedList 的合体，它使用了 哈希表来存储数据，又用了双向链表来维持顺序。
+
+**3）TreeMap**
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+HashMap 是无序的，所以遍历的时候元素的顺序也是不可测的。TreeMap 是有序的，它在内部会对键进行排序，所以遍历的时候就可以得到预期的顺序。
+
+为了保证顺序，TreeMap 的键必须要实现 Comparable 接口或者 Comparator 接口。
+
+“好了，三妹，整体上，集合框架就这么多东西了，随后我们会一一展开来讲，比如说 ArrayList、LinkedList、HashMap 等。”我伸了个懒腰后对三妹说。
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+“好的，二哥。”三妹重新回答沙发上，一盘王者荣耀即将开始。
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+----------