数据结构（2）

List接口特点

List集合所有的元素是以一种线性方式进行存储的，例如，存元素的顺序是11、22、33。那么集合中，元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的）。
它是一个元素存取有序的集合。即元素的存入顺序和取出顺序有保证。
它是一个带有索引的集合，通过索引就可以精确的操作集合中的元素（与数组的索引是一个道理）。
集合中可以有重复的元素，通过元素的equals方法，来比较是否为重复的元素。

List集合关心元素是否有序，而不关心是否重复。

List接口的主要实现类
- ArrayList：动态数组
- Vector：动态数组
- LinkedList：双向链表
- Stack：栈

public class ListTest {
    @Test
    public void test1(){
        //jdk7；
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();//底层初始化数组。
        // Object[] elements = new Object[10];
        list.add("aa");
        list.add("bb");
        //添加时容量不够，则进行自动扩容。默认扩容为原数组的1.5倍，并将所有的数组元素复制到新的数组之中。
    }

    @Test
    public void test2(){
        //jdk8:
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();//底层初始化数组。
        // Object[] elements = new Object[]{};
        list.add("aa");//首次添加元素时，才初始化数组长度为10，并且将element[0]进行赋值。
        list.add("bb");
    }
}

jdk7中，初始化时底层数组，长度为10；jdk8中，初始化底层数组，但此时不确定初始长度，直到为第一个元素赋值，才确认底层数组初始长度为10，并对数组中的element [0]进行赋值。

链表与动态数组的区别（ArrayList与LinkedList的区别）

动态数组底层的物理结构是数组，因此根据索引访问的效率非常高。但是非末尾位置的插入和删除效率不高，因为涉及到移动元素。另外添加操作时涉及到扩容问题，就会增加时空消耗。

链表底层的物理结构是链表，因此根据索引访问的效率不高，即查找元素慢。但是插入和删除不需要移动元素，只需要修改前后元素的指向关系即可，所以插入、删除元素快。而且链表的添加不会涉及到扩容问题。

ArrayList与Vector的区别

它们的底层物理结构都是数组，我们称为动态数组。

ArrayList是新版的动态数组，线程不安全，效率高，Vector是旧版的动态数组，线程安全，效率低。
动态数组的扩容机制不同，ArrayList默认扩容为原来的1.5倍，Vector默认扩容增加为原来的2倍。
数组的初始化容量，如果在构建ArrayList与Vector的集合对象时，没有显式指定初始化容量，那么Vector的内部数组的初始容量默认为10，而ArrayList在JDK 6.0 及之前的版本也是10，JDK8.0 之后的版本ArrayList初始化为长度为0的空数组，之后在添加第一个元素时，再创建长度为10的数组。原因：
- 用的时候，再创建数组，避免浪费。因为很多方法的返回值是ArrayList类型，需要返回一个ArrayList的对象，例如：后期从数据库查询对象的方法，返回值很多就是ArrayList。有可能你要查询的数据不存在，要么返回null，要么返回一个没有元素的ArrayList对象。

HashMap

（1）哈希表的物理结构

HashMap和Hashtable底层都是哈希表（也称散列表），其中维护了一个长度为2的幂次方的Entry类型的数组table，数组的每一个索引位置被称为一个桶(bucket)，你添加的映射关系(key,value)最终都被封装为一个Map.Entry类型的对象，放到某个table[index]桶中。

使用数组的目的是查询和添加的效率高，可以根据索引直接定位到某个table[index]。

HashMap中的put方法添加会修改的过程：

将（key1，value1）添加到当前的map中

调用key1所在的hashCode方法，计算key1所在的哈希值，此哈希值经过某种计算（hash（））之后，得到哈希值2

哈希值2：hash（key1.hashCode）

哈希值2再通过某种算法（indexFor（））之后，就确定了（key1，value1）在数组table中的位置。

①如果此索引位置1的数组上没有元素，则（key1，value1）添加成功--->直接存放

②如果此索引位置1的数组上有元素（key2，value2），则需要继续比较key1和key2的哈希值2

若：key1与key2的哈希值2不同，则（key1，value1）添加成功--->将（key1，value1）与原有的（key2，value2）构成单向链表

若：key1与key2的哈希值2相同，则调用key1所在类的equals（）方法，将key2作为参数传入

返回false：（key1，value1）添加成功

返回true：将value2替换为value1。

满足如下条件时，集合map考虑扩容：

1、（size>=threshold）&&(null != table+[i])

当元素的个数到达临界值（数组的长度*加载因子），考虑扩容，默认扩容为原本的两倍。

加载因子偏大-->出现链表的概率增大，节省内存空间，但后续删改操作相对麻烦。

jdk7与jdk8的区别：

①
使用HashMap()的构造器创建对象时，并没有在底层初始化长度为16的table数组。

②
jdk8中添加的key,value封装到了HashMap.Node类的对象中。而非jdk7中的HashMap.Entry。

③
jdk8中新增的元素所在的索引位置如果有其他元素。在经过一系列判断后，如果能添加，则是旧的元素指向新的元素。而非jdk7中的新的元素指向旧的元素。“七上八下”

④
jdk7时底层的数据结构是：数组+单向链表。而jdk8时，底层的数据结构是：数组+单向链表+红黑树。

树化：
红黑树出现的时机：当某个索引位置i上的链表的长度达到8，且数组的长度超过64时，此索引位置上的元素要从单向链表改为红黑树。

树退化：
如果索引i位置是红黑树的结构，当不断删除元素的情况下，当前索引i位置上的元素的个数低于6时，要从红黑树改为单向链表。

红黑树的索引1上的元素个数低于6

et集合与Map集合的关系

Set的内部实现其实是一个Map，Set中的元素，存储在HashMap的key中。即HashSet的内部实现是一个HashMap，TreeSet的内部实现是一个TreeMap，LinkedHashSet的内部实现是一个LinkedHashMap。