• 9.【Java核心.集合】主要包含常用数据数据结构说明和Java中对应的实现


    说明:这段时间总是感觉自己的知识结构不成体系,所以打算做一次复习计划,梳理一下自己的知识结构

    一.数据结构

    1.数组

    Char[] cs = new Char[]{'W','H','S','D','Y'};
    Char[] cs1 = new Char[5];
    cs1[0] = 'W';
    ....
    

    特点:

    1.内存地址连续,使用之前必须要指定数组长度

    2.可以通过下标访问的方式访问成员,查询效率高

    3.增删操作会给系统带来性能消耗[保证数据下标越界的问题,需要动态扩容]

    2.链表

    单向链表和双向链表

    双向链表

    特点

    1.灵活的空间要求,存储空间不要求连续

    2.不支持下标的访问,支持顺序遍历检索

    3.针对增删效率会更高些,只和操作节点的前后节点有关系,无需移动元素。

    LinkedList

        private static class Node<E> {
            E item; // 节点的元素
            Node<E> next; // 下一个节点
            Node<E> prev; // 上一个节点
    
            Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
                this.item = element;
                this.next = next;
                this.prev = prev;
            }
        }
    

    3.树

    红黑树

    ​ 红黑树,Red-Black Tree [RBT] 是一个自平衡【不是绝对】的二叉查找树,树上的节点满足如下的规则

    1.每个节点要么是红色,要么是黑色。

    2.根节点必须是黑色

    3.每个叶子节点【NIL】是黑色

    4.每个红色节点的两个子节点必须是黑色

    5.任意节点到每个叶子节点的路径包含相同数量的黑节点

    黑平衡二叉树

    1.recolor 重新标志节点为红色或者黑色

    2.rotation 旋转 树达到平衡的关键

    红黑树能自平衡,它靠的是什么?三种操作:左旋、右旋和变色

    左旋:以某个结点作为支点(旋转结点),其右子结点变为旋转结点的父结点,
    右子结点的左子结点变为旋转结点的右子结点,左子结点保持不变。
    右旋:以某个结点作为支点(旋转结点),其左子结点变为旋转结点的父结点,
    左子结点的右子结点变为旋转结点的左子结点,右子结点保持不变。
    变色:结点的颜色由红变黑或由黑变红。

    红黑树插入的场景

    1.红黑树为空

    2.父节点为黑色节点

    二.集合

    Collection接口

    ​ 【,,,,,】

    Map接口

    ​ KV键值对

    Iterator 迭代

    工具类:

    ​ Collections

    ​ Arrays

    比较器

    Comparable Comparator

    List接口

    1.ArrayList

    ​ 本质就是动态数组,动态扩容

        /**
         * Default initial capacity.
           默认的数组的长度
         */
        private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    
        /**
         * Shared empty array instance used for empty instances.
         空数组
         */
        private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
    
        /**
         * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
         * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
         * first element is added.
         */
        private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
    
        /**
         * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
         * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
         * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
         * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
           集合中存储数据的 数组对象
         */
        transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
    
        /**
         * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
         *  集合中元素的个数
         * @serial
         */
        private int size;
    

    初始操作

    无参构造

    public ArrayList() {
            this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
            // this.elementData = {}
    }
    

    有参构造

        public ArrayList(int initialCapacity) {
            if (initialCapacity > 0) {
                // 初始长度大于0 就创建一个指定大小的数组
                this.elementData = new Object[initialCapacity];
            } else if (initialCapacity == 0) {
                // {}数组赋值给 this.elementData
                this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
            } else {
                throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                                   initialCapacity);
            }
        }
    

    add方法

    初始无参构造器

    第一次添加
    public boolean add(E e) {
        // 确定容量 动态扩容 size 初始 0
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        // 将要添加的元素 添加到数组中 elementData[0] = 1 --> size = 1
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
            // ensureExplicitCapacity(10)
            ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }
    
    /**
    * elementData {}
      minCapacity 1
    */
    private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            // 10  1 return 10
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        // 5
        return minCapacity;
    }
    
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++; // 增长 操作次数
    
        // minCapacity 10
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    
    private void grow(int minCapacity) { // 10
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length; // 0
        // newCapacity = 0
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            // newCapacity = 10 
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // {}   {,,,,,,,,,} 返回一个新的数组 长度为10
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
    
    第二次添加
    elementData = {1,,,,,,,,,};
    size = 1;
    
    public boolean add(E e) {
        // 2
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e; // elementData[1] = 2  size = 2
        return true;
    }
    
    private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
        // 2
        return minCapacity;
    }
    
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;
    
        // overflow-conscious code 2 - 10
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    
    第十一次添加
    elementData = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    size = 10;
    
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
    
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        // ensureExplicitCapacity(11)
        ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
    }
    
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;
    
        // 11 - 10 > 0
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    
    private void grow(int minCapacity) { // 11
        // 10
        int oldCapacity = elementData.length;
        // 15  newCapacity 是oldCapacity的1.5倍
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        // {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10} -- > {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,,,,,}
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
    

    get方法

    public E get(int index) {
        // 检查下标是否合法
        rangeCheck(index);
    	// 通过下标获取数组对应的元素
        return elementData(index);
    }
    

    set方法

    public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index); // 检查下标
    	// 获取下标原来的值
        E oldValue = elementData(index);
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }
    

    remove方法

    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);
    
        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);
    	// 获取要移动的元素的个数 {1,2,3,4,5,6,7,8,9} // 3  size=9  index=3
        //  {1,2,3,5,6,7,8,9,null}
        int numMoved = size - index - 1; // 5
        if (numMoved > 0)
            // 源数组 开始下标 目标数组 开始下标 长度
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
    	// 删除的节点对应的信息
        return oldValue;
    }
    

    FailFast机制

    ​ 快速失败的机制,Java集合类为了应对并发访问在集合迭代过程中,内部结构发生变化的一种防护措施,这种错误检查的机制为这种可能发生错误通过抛出 java.util.ConcurrentModificationException

     实现原理为:在操作集合时,记录一个modCount值,每操作一次就加一,在迭代期间如果此值改变代表集合被修改,则抛出异常。
    

    2.LinkedList

    ​ LinkedList是通过双向链表去实现的,他的数据结构具有双向链表的优缺点,既然是双向链表,那么的它的顺序访问效率会非常高,而随机访问的效率会比较低,它包含一个非常重要的私有内部静态类:Node

    private static class Node<E> {
        E item; // 节点的元素
        Node<E> next; // 下一个节点
        Node<E> prev;  // 上一个节点
    
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }
    

    get方法:本质上还是遍历链表中的数据

        Node<E> node(int index) {
            // assert isElementIndex(index);
    		// index 和 长度的一半比较
            if (index < (size >> 1)) {
                Node<E> x = first;
                // 从头开始循环
                for (int i = 0; i < index; i++)
                    x = x.next;
                return x;
            } else {
                Node<E> x = last;
                // 从尾部开始循环
                for (int i = size - 1; i > index; i--)
                    x = x.prev;
                return x;
            }
        }
    

    set方法

    public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);// 检查下标是否合法
        Node<E> x = node(index); // 根据下标获取对应的node对象
        E oldVal = x.item; // 记录原来的值
        x.item = element; // 赋予新的值
        return oldVal; // 返回修改之前的值
    }
    

    3.Vector

    和ArrayList很类似,都是以动态数组的形式来存储数据

    Vector线程安全的

    每个操作方法都加的有synchronized关键字,针对性能来说会比较大的影响,慢慢就被放弃了

    Collections

    可以增加代码的灵活度,在我们需要同步是时候就通过如下代码实现

    List syncList = Collections.synchronizedList(list);
    

    本质上

     public E get(int index) {
         synchronized (mutex) {return list.get(index);}
     }
    public E set(int index, E element) {
        synchronized (mutex) {return list.set(index, element);}
    }
    public void add(int index, E element) {
        synchronized (mutex) {list.add(index, element);}
    }
    public E remove(int index) {
        synchronized (mutex) {return list.remove(index);}
    }
    

    Set接口

    1.HashSet

    概述

    ​ HashSet实现Set接口,由哈希表支持,它不保证set的迭代顺序,特别是它不保证该顺序永久不变,运行使用null。

    public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }
    

    add方法

    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
    

    本质上是将数据保持在 HashMap中 key就是我们添加的内容,value就是我们定义的一个Object对象

    特点

    ​ 底层数据结构是哈希表,HashSet的本质是一个"没有重复元素"的集合,他是通过HashMap实现的.HashSet中含有一个HashMap类型的成员变量map.

    2.TreeSet

    概述

    ​ 基于TreeMap的 NavigableSet实现。使用元素的自然顺序对元素进行排序,或者根据创建 set 时提供的 Comparator进行排序,具体取决于使用的构造方法。

    public TreeSet() {
        this(new TreeMap<E,Object>());
    }
    

    本质是将数据保存在TreeMap中,key是我们添加的内容,value是定义的一个Object对象。

    Map接口

    Map集合的特点

    1.能够存储唯一的列的数据(唯一,不可重复) Set

    2.能够存储可以重复的数据(可重复) List

    3.值的顺序取决于键的顺序

    4.键和值都是可以存储null元素的

    TreeMap

    本质上就是红黑树的实现

    1.每个节点要么是红色,要么是黑色。

    2.根节点必须是黑色

    3.每个叶子节点【NIL】是黑色

    4.每个红色节点的两个子节点必须是黑色

    5.任意节点到每个叶子节点的路径包含相同数量的黑节点

     K key; // key
    V value; // 值
    Entry<K,V> left; // 左子节点
    Entry<K,V> right; // 右子节点
    Entry<K,V> parent; // 父节点
    boolean color = BLACK; // 节点的颜色  默认是黑色
    

    put为例

        public V put(K key, V value) {
            // 将root赋值给局部变量  null
            Entry<K,V> t = root;
            if (t == null) {
                // 初始操作
                // 检查key是否为空
                compare(key, key); // type (and possibly null) check
    			// 将要添加的key、 value封装为一个Entry对象 并赋值给root
                root = new Entry<>(key, value, null);
                size = 1;
                modCount++;
                return null;
            }
            int cmp;
            Entry<K,V> parent; // 父节点
            // split comparator and comparable paths
            Comparator<? super K> cpr = comparator; // 获取比较器
            if (cpr != null) {
                // 一直找到插入节点的父节点
                do {
                    // 将root赋值给了parent
                    parent = t;
                    // 和root节点比较值得大小
                    cmp = cpr.compare(key, t.key);
                    if (cmp < 0)
                        // 将父节点的左子节点付给了t
                        t = t.left;
                    else if (cmp > 0)
                        t = t.right; // 将父节点的右节点付给了t
                    else
                        // 直接和父节点的key相等,直接修改值
                        return t.setValue(value);
                } while (t != null);
            }
            else {
                if (key == null)
                    throw new NullPointerException();
                @SuppressWarnings("unchecked")
                    Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
                do {
                    parent = t;
                    cmp = k.compareTo(t.key);
                    if (cmp < 0)
                        t = t.left;
                    else if (cmp > 0)
                        t = t.right;
                    else
                        return t.setValue(value);
                } while (t != null);
            }
            // t 就是我们要插入节点的父节点 parent
            // 将我们要插入的key value 封装成了一个Entry对象
            Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);
            if (cmp < 0)
                parent.left = e; // 插入的节点在parent节点的左侧
            else
                parent.right = e; // 插入的节点在parent节点的右侧
            fixAfterInsertion(e); // 实现红黑树的平衡
            size++;
            modCount++;
            return null;
        }
    
    
    /** From CLR */
    private void fixAfterInsertion(Entry<K,V> x) {
        // 设置添加节点的颜色为 红色
        x.color = RED;
    	// 循环的条件 添加的节点不为空  不是root节点  父节点的颜色为红色
        while (x != null && x != root && x.parent.color == RED) {
            // 父节点是否是 祖父节点的左侧节点
            if (parentOf(x) == leftOf(parentOf(parentOf(x)))) {
                // 获取父节点的 兄弟节点  叔叔节点
                Entry<K,V> y = rightOf(parentOf(parentOf(x)));
                if (colorOf(y) == RED) { // 叔叔节点是红色
                    // 变色
                    setColor(parentOf(x), BLACK); // 设置 父节点的颜色为黑色
                    setColor(y, BLACK); // 设置叔叔节点的颜色为 黑色
                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED); // 设置 祖父节点的颜色是 红色
                    // 将祖父节点设置为 插入节点
                    x = parentOf(parentOf(x));
                } else { // 叔叔节点是黑色
                    if (x == rightOf(parentOf(x))) {
                        // 判断插入节点是否是 父节点的右侧节点
                        x = parentOf(x); // 将父节点作为插入节点
                        rotateLeft(x); // 左旋
                    }
                    setColor(parentOf(x), BLACK);
                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
                    rotateRight(parentOf(parentOf(x)));// 右旋
                }
            } else {// 父节点是祖父节点的右侧子节点
                // 获取叔叔节点
                Entry<K,V> y = leftOf(parentOf(parentOf(x)));
                if (colorOf(y) == RED) { // 叔叔节点为红色
                    // recolor 变色
                    setColor(parentOf(x), BLACK);
                    setColor(y, BLACK);
                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
                    x = parentOf(parentOf(x));
                } else {
                    // 插入节点在父节点的右侧
                    if (x == leftOf(parentOf(x))) {
                        x = parentOf(x);
                        rotateRight(x); // 右旋
                    }
                    setColor(parentOf(x), BLACK);
                    setColor(parentOf(parentOf(x)), RED);
                    rotateLeft(parentOf(parentOf(x))); // 左旋
                }
            }
        }
        // 根节点的颜色为黑色
        root.color = BLACK;
    }
    
    

    HashMap

    HashMap底层结构
    Jdk1.7及以前是采用数组+链表
    Jdk1.8之后 采用数组+链表 或者 数组+红黑树方式进行元素的存储
    存储在hashMap集合中的元素都将是一个Map.Entry的内部接口的实现

    // 默认的HashMap中数组的长度 16
    static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
    // HashMap中的数组的最大容量 
    static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;
    // 默认的扩容的平衡因子
    static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
    // 链表转红黑树的 临界值
    static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
    // 红黑树转链表的 临界值
    static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6
    // 链表转红黑树的数组长度的临界值 
    static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
    
    // HashMap中的数组结构
    transient Node<K,V>[] table;
    // HashMap中的元素个数
    transient int size;
    // 对HashMap操作的次数
    transient int modCount;
    // 扩容的临界值
    int threshold;
    // 实际的扩容值
    final float loadFactor;
    

    put方法原理分析

    public V put(K key, V value) {
        return putVal(hash(key), key, value, false, true);
    }
    

    hash(key):获取key对应的hash值

    static final int hash(Object key) {
        int h;
        // key.hashCode() 32长度的二进制的值
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }
    

    为什么要右移16位?

    A:1000010001110001000001111000000

    B:0111011100111000101000010100000

    A 和 B 对 15 11111&预算 得到的都是 0 相同,会造成散列分布不均匀

        final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                       boolean evict) {
            Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
            if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                // 初始的判断
                // resize() 初始数组  扩容 初始的时候 获取了一个容量为16的数组
                n = (tab = resize()).length; // n 数组长度
            // 确定插入的key在数组中的下标 15  11111
            // 100001000111000
            //            1111
            //            1000 = 8
            if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                // 通过hash值找到的数组的下标  里面没有内容就直接赋值
                tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
            else {
                Node<K,V> e; K k;
                if (p.hash == hash  // hash值相同&& 
                    // key也相同
                    ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    // 插入的值的key 和 数组当前位置的 key是同一个 那么直接修改里面内容
                    e = p;
                else if (p instanceof TreeNode)
                    // 表示 数组中存放的节点是一个 红黑树节点
                    e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                else {
                    // 表示节点就是普通的链表
                    for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                        if ((e = p.next) == null) {
                            // 到了链表的尾部
                            p.next = newNode(hash, key, value, null);
                            // 将新的节点添加到了链表的尾部
                            // 判断是否满足 链表转红黑树的条件
                            if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                                // 转红黑树
                                treeifyBin(tab, hash);
                            break;
                        }
                        if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                            break;
                        p = e;
                    }
                }
                if (e != null) { // existing mapping for key
                    V oldValue = e.value;
                    if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                        e.value = value;
                    afterNodeAccess(e);
                    return oldValue;
                }
            }
            ++modCount;
            if (++size > threshold)
                resize();
            afterNodeInsertion(evict);
            return null;
        }
    

    第一次resize()扩容

        final Node<K,V>[] resize() {
            // table = null
            Node<K,V>[] oldTab = table;
            // oldCap = 0
            int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
            // 原来的扩容因子 0
            int oldThr = threshold;
            // 新的容量和新的扩容因子
            int newCap, newThr = 0;
            if (oldCap > 0) { // 初始不执行 0
                if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                    threshold = Integer.MAX_VALUE;
                    return oldTab;
                }
                else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                         oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                    newThr = oldThr << 1; // double threshold
            }// 初始为0
            else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
                newCap = oldThr;
            else {  
                // 新的数组容量 16
                newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
                // 新的扩容因子 0.75 * 16 = 12
                newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
            }
            if (newThr == 0) {
                float ft = (float)newCap * loadFactor;
                newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                          (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
            }// 更新了 扩容的临界值 12
            threshold = newThr;
            @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            // 创建了一个容量为16的Node数组
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
            table = newTab; // 更新了table
            if (oldTab != null) {
                for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                    Node<K,V> e;
                    if ((e = oldTab[j]) != null) {
                        oldTab[j] = null;
                        if (e.next == null)
                            newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                        else if (e instanceof TreeNode)
                            ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                        else { // preserve order
                            Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                            Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                            Node<K,V> next;
                            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);
                            if (loTail != null) {
                                loTail.next = null;
                                newTab[j] = loHead;
                            }
                            if (hiTail != null) {
                                hiTail.next = null;
                                newTab[j + oldCap] = hiHead;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            return newTab;
        }
    
        final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
            int n, index; Node<K,V> e;
            // tab为空 或者 数组的长度小于64
            if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
                resize(); // 扩容
            else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
                // 链表转红黑树的逻辑
                TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
                do {
                    TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                    if (tl == null)
                        hd = p;
                    else {
                        p.prev = tl;
                        tl.next = p;
                    }
                    tl = p;
                } while ((e = e.next) != null);
                if ((tab[index] = hd) != null)
                    hd.treeify(tab);
            }
        }
    

    动态扩容

        final Node<K,V>[] resize() {
            // [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,,,,]
            Node<K,V>[] oldTab = table;
            // 16
            int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
            // 12
            int oldThr = threshold;
            int newCap, newThr = 0;
            if (oldCap > 0) {
                if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
                    threshold = Integer.MAX_VALUE;
                    return oldTab;
                }
                // 新的容量是 原来容量的两倍
                else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
                         oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
                    // 扩容的临界值  原来的两倍 24
                    newThr = oldThr << 1; // double threshold
            }
            else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
                newCap = oldThr;
            else {               // zero initial threshold signifies using defaults
                newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
                newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
            }
            if (newThr == 0) {
                float ft = (float)newCap * loadFactor;
                newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
                          (int)ft : Integer.MAX_VALUE);
            }
            threshold = newThr;
            @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            // 创建的数组的长度是32
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
            table = newTab;
            if (oldTab != null) { // 初始的时候是不需要复制的
                for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
                    Node<K,V> e;
                    if ((e = oldTab[j]) != null) {
                        oldTab[j] = null;
                        if (e.next == null)
                            // 数组中的元素就一个 找到元素在新的数组中的位置 赋值
                            newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
                        else if (e instanceof TreeNode)
                            // 移动红黑树节点
                            ((TreeNode<K,V>)e).split(this, newTab, j, oldCap);
                        else { // preserve order
                            // 普通的链表的移动
                            Node<K,V> loHead = null, loTail = null;
                            Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null;
                            Node<K,V> next;
                            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);
                            if (loTail != null) {
                                loTail.next = null;
                                newTab[j] = loHead;
                            }
                            if (hiTail != null) {
                                hiTail.next = null;
                                newTab[j + oldCap] = hiHead;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            return newTab;
        }
    

    hashMap大体实现:JDK1.8之后采用数组+单向链表+红黑树实现。在其创建时,会生成一个长度为16的数组。当我们调用put(k,v);方法时,会计算key的哈希值和数组位置。将对应的值插入到数组中。当哈希值冲突的时候,就会叠加加在对应数组的下标指向的单链表的末尾位置。链表叠加的个数达到8的时候会转换为红黑树进行存储从而加速查询效率。

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