Java中的數據結構一覽
Java的類庫實在是很多,以至于很多人都不太了解,結果總是自己造輪子。
下面匯總了Java中的一些數據結構,加上一些實現的分析,同時備忘。
至于時間復雜度,個人覺得寫出來的用處不大。如果明白它是怎么實現的,那自然就知道它的時間復雜度。
如果不理解它的實現,把時間復雜度背得再熟也沒用。
接口:
Collection<E>
子接口:
BlockingDeque<E>, BlockingQueue<E>, Deque<E>, List<E>, NavigableSet<E>,
Queue<E>, Set<E>, SortedSet<E>
實現類:
ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ArrayList, ConcurrentLinkedQueue,
ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArrayList, CopyOnWriteArraySet, DelayQueue,
EnumSet, HashSet, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedHashSet,
LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue, Stack, SynchronousQueue, TreeSet, Vector
List<E>
實現類:
ArrayList, CopyOnWriteArrayList, LinkedList,Stack, Vector
Queue<E>
子接口:
BlockingDeque<E>, BlockingQueue<E>, Deque<E>
實現類:
ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ConcurrentLinkedQueue, DelayQueue, LinkedBlockingDeque,
LinkedBlockingQueue, LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue, SynchronousQueue
Set<E>
子接口:
NavigableSet<E>, SortedSet<E>
實現類:
ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArraySet, EnumSet, HashSet, LinkedHashSet, TreeSet
Map<K,V>
子接口:
ConcurrentMap<K,V>, ConcurrentNavigableMap<K,V>, SortedMap<K,V>
實現類:
ConcurrentHashMap, ConcurrentSkipListMap, EnumMap, HashMap, Hashtable, IdentityHashMap,
LinkedHashMap, TreeMap, WeakHashMap
并發與線程安全等
通常含有Concurrent,CopyOnWrite,Blocking的是線程安全的,但是這些線程安全通常是有條件的,所以在使用前一定要仔細閱讀文檔。
具體實現:
List<E>系列:
ArrayList<E>,如其名,但是其容量增長計劃是newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1,和C++通常的Vector是翻倍的策略不同。
CopyOnWriteArrayList<E>,里面有一個ReentrantLock,每當add時,都鎖住,把所有的元素都復制到一個新的數組上。
只保證歷遍操作是線程安全的,get操作并不保證,也就是說如果先得到size,再調用get(size-1),有可能會失效
那么CopyOnWriteArrayList是如何實現線程安全的迭代操作?
在迭代器中保存原數組。
LinkedList<E>,標準雙向鏈表
Vector<E>,過時,多數方法上加上了synchronized
Stack<E>,繼承自Vector,過時,優先應使用 Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();
Queue<E>系列:
LinkedList<E>,見List<E>系列
ArrayDeque<E>,內部用一個數組保存元素,有int類型head和tail的。
PriorityQueue<E>,內部用一個數組來保存元素,但數組是以堆的形式來組織的,因此是有序的。
PriorityBlockingQueue<E>,包裝了一個PriorityQueue<E>,一個ReentrantLock,一個Condition,TODO
ArrayBlockingQueue<E>,TODO
ConcurrentLinkedQueue<E>,TODO
DelayQueue<E>,TODO
LinkedBlockingDeque<E>,TODO
LinkedBlockingQueue<E>,TODO
SynchronousQueue<E>,TODO
Deque<E>(雙端隊列)系列:
ArrayDeque<E>,見Queue系列
LinkedList<E>,見List系列
LinkedBlockingDeque<E>,TODO
Set系列:
HashSet,包裝了一個HashMap:
public HashSet() {
map = new HashMap<E,Object>();
}
TreeSet,包裝了一個TreeMap,參考HashSet
LinkedHashSet,包裝了LinkedHashMap,參考HashSet
EnumSet,TODO
CopyOnWriteArraySet,簡單包裝了CopyOnWriteArrayList,注意這個Set的get的時間復雜度。
ConcurrentSkipListSet,包裝了一個ConcurrentSkipListMap,參考HashSet。
Map系列:
HashMap<K,V>,標準鏈地址法實現
TreeMap<K,V>,紅黑二叉樹
LinkedHashMap<K,V>,在Entry中增加before和after指針把HashMap中的元素串聯起來,這樣在迭代時,就可以按插入順序歷遍。
EnumMap,TODO
ConcurrentHashMap,參考之前的文章
ConcurrentSkipListMap,TODO,log(n)的時間復雜度,有點像多級鏈表保存的,貌似有點像redis中的SortedSet的實現
Hashtable,過時
IdentityHashMap,正常的HashMap中比較是用equals方法,這個用的是“==”比較符
WeakHashMap<K,V>,弱引用的HashMap,正常的 HashMap是強引用,即里面的value不會被GC回收,
在WeakHashMap<K,V>中,V中最好是WeakReference 類型的,用像這樣的代碼:m.put(key, new WeakReference(value))。
其它的一些實用的第三方的數據結構:
LRUCache,LongHashMap,Java7中的LinkedTransferQueue,
Apache的包,里面有很多實用的類:
http://commons.apache.org/collections/
Google的包,里面有很多并發的牛B類:
AtomicLongMap,等等
大對象的數據結構:https://github.com/HugeCollections/Collections
注意事項:
并發容器多數不能使用null值