Java中的数据结构一览

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Java中的数据结构一览

hengyunabc 2012-06-13 02:14:00 浏览971
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Java的类库实在是很多,以至于很多人都不太了解,结果总是自己造轮子。

下面汇总了Java中的一些数据结构,加上一些实现的分析,同时备忘。

至于时间复杂度,个人觉得写出来的用处不大。如果明白它是怎么实现的,那自然就知道它的时间复杂度。

如果不理解它的实现,把时间复杂度背得再熟也没用。


接口:

Collection<E>

子接口:

BlockingDeque<E>, BlockingQueue<E>, Deque<E>, List<E>, NavigableSet<E>, Queue<E>, Set<E>, SortedSet<E> 

实现类:

ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ArrayList,  ConcurrentLinkedQueue, ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArrayList, CopyOnWriteArraySet, DelayQueue, EnumSet, HashSet, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedHashSet, LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue, Stack, SynchronousQueue, TreeSet, Vector 


List<E>

实现类:

ArrayList, CopyOnWriteArrayList, LinkedList,Stack, Vector 


Queue<E>

子接口:

BlockingDeque<E>, BlockingQueue<E>, Deque<E> 

实现类:

ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ConcurrentLinkedQueue, DelayQueue, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue, SynchronousQueue 


Set<E>

子接口:

NavigableSet<E>, SortedSet<E> 

实现类:

ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArraySet, EnumSet, HashSet, LinkedHashSet, TreeSet 


Map<K,V>

子接口:

ConcurrentMap<K,V>, ConcurrentNavigableMap<K,V>,  SortedMap<K,V> 

实现类:

ConcurrentHashMap, ConcurrentSkipListMap, EnumMap, HashMap, Hashtable, IdentityHashMap, LinkedHashMap, TreeMap, WeakHashMap 



并发与线程安全等

通常含有Concurrent,CopyOnWrite,Blocking的是线程安全的,但是这些线程安全通常是有条件的,所以在使用前一定要仔细阅读文档。



具体实现:

List<E>系列:

ArrayList<E>,如其名,但是其容量增长计划是newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1,和C++通常的Vector是翻倍的策略不同。

CopyOnWriteArrayList<E>,里面有一个ReentrantLock,每当add时,都锁住,把所有的元素都复制到一个新的数组上。

只保证历遍操作是线程安全的,get操作并不保证,也就是说如果先得到size,再调用get(size-1),有可能会失效

那么CopyOnWriteArrayList是如何实现线程安全的迭代操作?

在迭代器中保存原数组。

LinkedList<E>,标准双向链表

Vector<E>,过时,多数方法上加上了synchronized

Stack<E>,继承自Vector,过时,优先应使用 Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();


Queue<E>系列:

LinkedList<E>,见List<E>系列

ArrayDeque<E>,内部用一个数组保存元素,有int类型head和tail的。

PriorityQueue<E>,内部用一个数组来保存元素,但数组是以堆的形式来组织的,因此是有序的。

PriorityBlockingQueue<E>,包装了一个PriorityQueue<E>,一个ReentrantLock,一个Condition,TODO

ArrayBlockingQueue<E>,TODO

ConcurrentLinkedQueue<E>,TODO

DelayQueue<E>,TODO

LinkedBlockingDeque<E>,TODO

LinkedBlockingQueue<E>,TODO

SynchronousQueue<E>,TODO


Deque<E>(双端队列)系列:

ArrayDeque<E>,见Queue系列

LinkedList<E>,见List系列

LinkedBlockingDeque<E>,TODO



Set系列:

HashSet,包装了一个HashMap:

    public HashSet() {

        map = new HashMap<E,Object>();

    }

TreeSet,包装了一个TreeMap,参考HashSet

LinkedHashSet,包装了LinkedHashMap,参考HashSet

EnumSet,TODO

CopyOnWriteArraySet,简单包装了CopyOnWriteArrayList,注意这个Set的get的时间复杂度。

ConcurrentSkipListSet,包装了一个ConcurrentSkipListMap,参考HashSet。



Map系列:

HashMap<K,V>,标准链地址法实现

TreeMap<K,V>,红黑二叉树

LinkedHashMap<K,V>,在Entry中增加before和after指针把HashMap中的元素串联起来,这样在迭代时,就可以按插入顺序历遍。

EnumMap,TODO

ConcurrentHashMap,参考之前的文章

ConcurrentSkipListMap,TODO,log(n)的时间复杂度,有点像多级链表保存的,貌似有点像redis中的SortedSet的实现

Hashtable,过时

IdentityHashMap,正常的HashMap中比较是用equals方法,这个用的是“==”比较符

WeakHashMap<K,V>,弱引用的HashMap,正常的HashMap是强引用,即里面的value不会被GC回收,在WeakHashMap<K,V>中,V中最好是WeakReference类型的,用像这样的代码:m.put(key, new WeakReference(value))。



其它的一些实用的第三方的数据结构:

LRUCache,LongHashMap,Java7中的LinkedTransferQueue,

Apache的包,里面有很多实用的类:

http://commons.apache.org/collections/

Google的包,里面有很多并发的牛B类:

AtomicLongMap,等等

大对象的数据结构:https://github.com/HugeCollections/Collections 

注意事项:

并发容器多数不能使用null值


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