Il suffit de lire cet article sur le framework de collection Java

Sans plus attendre, voici l'image :

Les collections Java, également appelées conteneurs, sont principalement composées de Dérivé de deux interfaces principales (Interface) : 两大接口 (Interface) 派生出来的：
Collection 和 MapCollection et Carte

Comme son nom l'indique, les conteneurs sont utilisés pour stocker des données.

Ensuite, la différence entre ces deux interfaces est la suivante :

• Collection stocke un seul élément ;
• Map stocke les paires clé-valeur.

C'est-à-dire que les célibataires sont placés dans la collection et les couples sont placés dans la carte. (Alors, quelle est votre place ?

En apprenant ces frameworks de collection, je pense qu'il y a 4 objectifs :

1. Effacer la correspondance entre chaque interface et classe ;
2. Être familier avec les API couramment utilisées pour chaque interface et classe ;
3. Être capable de choisir des structures de données appropriées et d'analyser les avantages et les inconvénients pour différents scénarios
4. Apprendre la conception du code source et être capable de répondre à des entretiens

À propos de Map, l'article précédent. sur HashMap en a déjà parlé. C'est très complet et détaillé, je n'entrerai donc pas dans les détails dans cet article. Si vous n'avez pas encore lu cet article, veuillez vous rendre sur le compte officiel et répondre "HashMap" à. lire l'article~

Collection

Regardons d'abord la Collection de niveau supérieur.

Collection définit également de nombreuses méthodes, qui sont également héritées de diverses sous-interfaces et classes d'implémentation. L'utilisation de ces API est également un test courant dans le travail quotidien et les entretiens, examinons donc d'abord ces méthodes.

L'ensemble d'opérations n'est rien de plus que les quatre catégories "Ajouter, Supprimer, Modifier et Vérifier", également appelées CRUD :

Créer, Lire, Mettre à jour et Supprimer.

Ensuite, je divise également ces API en ces quatre catégories :

Fonction	méthode
add	add()/addAll()
delete	remove()/removeAll()
changer	Non disponible dans l'interface de collection
Check	contains()/containsAll()
Autres	isEmpty()/size()/toArray()

Regardez-le en détail ci-dessous :

Ajouté :

boolean add(E e);

add() Le type de données transmis doit être Object, donc lors de l'écriture du type de données de base, le boxing automatique et le déballage automatique seront effectués. add() 方法传入的数据类型必须是 Object，所以当写入基本数据类型的时候，会做自动装箱 auto-boxing 和自动拆箱 unboxing。

还有另外一个方法 addAll()，可以把另一个集合里的元素加到此集合中。

boolean addAll(Collection<? extends E> c);

删：

boolean remove(Object o);

remove()是删除的指定元素。

那和 addAll() 对应的，
自然就有removeAll()

Il existe une autre méthode

boolean removeAll(Collection<?> c);

Supprimer :

boolean contains(Object o);

remove() est l'élément spécifié qui est supprimé. 🎜🎜Nahe addAll ( ) En conséquence,
il y a naturellement removeAll() consiste à supprimer tous les éléments de l'ensemble B. 🎜

boolean containsAll(Collection<?> c);

🎜🎜🎜Changement : 🎜🎜🎜🎜Il n'y a pas d'opération directe pour modifier des éléments dans l'interface de collection. Quoi qu'il en soit, la suppression et l'ajout peuvent compléter le changement ! 🎜

查：

• 查下集合中有没有某个特定的元素：

boolean contains(Object o);

• 查集合 A 是否包含了集合 B：

boolean containsAll(Collection<?> c);

还有一些对集合整体的操作：

• 判断集合是否为空：

boolean isEmpty();

• 集合的大小：

int size();

• 把集合转成数组：

Object[] toArray();

以上就是 Collection 中常用的 API 了。

在接口里都定义好了，子类不要也得要。

当然子类也会做一些自己的实现，这样就有了不同的数据结构。

那我们一个个来看。

List

List 最大的特点就是：有序，可重复。

看官网说的：

An ordered collection (also known as a sequence).

Unlike sets, lists typically allow duplicate elements.

Cette fois, j'ai également mentionné les caractéristiques de Set. C'est complètement à l'opposé de List is 无序，不重复.

List peut être implémenté de deux manières : LinkedList et ArrayList. La question la plus fréquemment posée lors des entretiens est de savoir comment choisir entre ces deux structures de données.

Pour ce type de problème de sélection :
La première consiste à déterminer si la structure de données peut remplir les fonctions requises ;
Si les deux peuvent être complétées, la seconde consiste à déterminer laquelle est la plus efficace ;

(Tout est comme ça.

Regardons spécifiquement les API de ces deux classes et leur complexité temporelle :

augmenterdeletedeletechangecheck

Quelques explications :

add(E e) ajoute des éléments à la queue. Bien qu'ArrayList puisse s'étendre, la complexité temporelle amortie est toujours O(1). add(E e) 是在尾巴上加元素，虽然 ArrayList 可能会有扩容的情况出现，但是均摊复杂度（amortized time complexity）还是 O(1) 的。

add(int index, E e)是在特定的位置上加元素，LinkedList 需要先找到这个位置，再加上这个元素，虽然单纯的「加」这个动作是 O(1) 的，但是要找到这个位置还是 O(n) 的。（这个有的人就认为是 O(1)，和面试官解释清楚就行了，拒绝扛精。

remove(int index)是 remove 这个 index 上的元素，所以

• ArrayList 找到这个元素的过程是 O(1)，但是 remove 之后，后续元素都要往前移动一位，所以均摊复杂度是 O(n)；
• LinkedList 也是要先找到这个 index，这个过程是 O(n) 的，所以整体也是 O(n)。

remove(E e)

add(int index, E e) consiste à ajouter un élément à une position spécifique. LinkedList doit d'abord trouver cette position, puis ajouter cet élément. Bien que la simple action "ajouter" soit O(1), elle doit trouver. this La position est toujours O(n). (Certaines personnes pensent que c'est O(1). Expliquez-le simplement clairement à l'intervieweur et refusez d'assumer la responsabilité.

• remove(int index) consiste à supprimer l'élément à cet index, donc
• ArrayList trouve cet élément. est O(1), mais après la suppression, les éléments suivants doivent être avancés d'une position, donc la complexité amortie est O(n)

LinkedList doit également trouver l'index en premier, et ce processus est O(n); ), donc le tout est aussi O(n)

remove(E e) est le premier élément vu par Remove, puis

• ArrayList doit d'abord trouver cet élément. Ce processus est O(n), puis se déplace Après la division, vous devez avancer d'une position, qui est O(n), et le total est toujours O(n)
  LinkedList doit également être trouvée en premier, ce processus est O(n), puis supprimé, ce processus est O (1) et le total est O (n). avec un tableau

• La plus grande différence entre les tableaux et les listes chaînées est que

  les tableaux sont accessibles de manière aléatoire (accès aléatoire)
  .

Cette fonctionnalité permet d'obtenir le nombre à n'importe quelle position du tableau en un temps O(1) via l'abonnement, mais cela ne peut pas être fait avec la liste chaînée, et il ne peut être parcouru qu'un par un à partir du début.

🎜C'est-à-dire qu'en termes de deux fonctions "modification et recherche", parce que le tableau est accessible de manière aléatoire, ArrayList est très efficace. 🎜

Qu'en est-il de « l'ajout et la suppression » ?

Si le temps nécessaire pour trouver cet élément n'est pas pris en compte,

En raison de la continuité physique du tableau, lors de l'ajout ou de la suppression d'éléments, tout va bien à la queue, mais d'autres endroits entraîneront le déplacement des éléments suivants, donc le l'efficacité est moindre ; et les listes liées peuvent facilement se déconnecter de l'élément suivant, insérer directement de nouveaux éléments ou supprimer d'anciens éléments.

Mais, en fait, il faut considérer le temps pour retrouver les éléments. . . Et s'il est exploité à la queue, ArrayList sera plus rapide lorsque la quantité de données est importante.

Donc :

1. Modifiez et sélectionnez ArrayList ;
2. Ajoutez et supprimez la ArrayList sélectionnée à la fin
3. Dans d'autres cas, si la complexité temporelle est la même ; , il est recommandé de choisir ArrayList car la surcharge est plus petite ou l'utilisation de la mémoire est plus efficace.

Vector

Comme dernier point de connaissance sur List, parlons de Vector. C’est aussi un article révélateur d’âge, utilisé par tous les grands.

Ensuite, Vector, comme ArrayList, hérite également de java.util.AbstractList, et la couche inférieure est également implémentée à l'aide de tableaux.

Mais il est désormais obsolète car... il ajoute trop de synchronisation !

Chaque avantage a un coût. Le coût de la sécurité des threads est une faible efficacité, ce qui peut facilement devenir un goulot d'étranglement dans certains systèmes. Nous n'ajoutons donc plus de synchronisation au niveau de la structure des données, mais transférons cette tâche à notre programme. ==

Donc, la question courante d'entretien : quelle est la différence entre Vector et ArrayList ? Répondre à cette question n'est pas très complet.

Jetons un coup d'œil aux réponses les plus votées sur le débordement de pile :

La première est le problème de sécurité des threads qui vient d'être mentionné.
La seconde est la différence dans l'ampleur de l'expansion lors de l'expansion.

Vous devez regarder le code source pour cela :

Il s'agit d'une implémentation d'extension d'ArrayList. Cette opération de décalage arithmétique vers la droite consiste à déplacer le nombre binaire de ce nombre d'un bit vers la droite, et le bit de signe complémentaire le plus à gauche, mais comme il n'y a pas de nombre négatif dans la capacité, nous ajoutons donc toujours 0.

L'effet du déplacement d'une position vers la droite est de diviser par 2, alors la nouvelle capacité définie est 1,5 fois de la capacité d'origine.

Regardons à nouveau Vector :

Parce qu'habituellement,capacitéIncrement n'est pas défini par nous, donc par défaut il est étendu deux fois.

Si vous répondez à ces deux points, tout ira bien.

Queue & Deque

Queue est une structure de données linéaire qui entre à une extrémité et sort à l'autre extrémité tandis que Deque peut entrer et sortir aux deux extrémités ;

Queue

L'interface Queue en Java est un peu déroutante. De manière générale, la sémantique des files d'attente est First in first out (FIFO).

Mais il y a une exception ici, c'est-à-dire que PriorityQueue, également appelé tas, ne sort pas dans l'ordre de l'heure d'entrée, mais sort selon la priorité spécifiée, et son fonctionnement n'est pas O(1), le calcul de complexité temporelle C'est un peu compliqué, nous en discuterons donc dans un article séparé plus tard.

La méthode Queuesite officiel^[1] a été résumée. Elle comporte deux ensembles d'API et les fonctions de base sont les mêmes, mais :

.

• Un groupe lancera une exception ;
• L'autre groupe renverra une valeur spéciale.

Fonction	Méthode	ArrayList	LinkedList
add(E e)	O(1)	O(1)
ajouter(int index, E e)	O(n)	O(n)
remove(int index)	O(n)	O(n)
remove( E e)	O(n)	O(n)
set(int index, E e)	O(1)	O(n)
get (int index )	O(1)	O(n)

Fonction	Lancer une exception	Valeur de retour
Ajouter	ajouter(e)	offre(e)
Supprimer	remove()	sondage()
Regardez	element()	peek()

Pourquoi lève-t-il une exception ?

• Par exemple, si la file d'attente est vide, alors remove() lèvera une exception, mais poll() renverra null ; element() lèvera une exception et peek() renverra simplement null.

Comment se fait-il que add(e) lève une exception ?

Certaines files d'attente ont des limites de capacité, comme BlockingQueue Si elle a atteint sa capacité maximale et ne sera pas étendue, une exception sera levée mais si offre(e), elle retournera faux.

Donc. comment choisir ? :

• Tout d'abord, si vous souhaitez l'utiliser, utilisez le même ensemble d'API, et l'avant et l'arrière doivent être unifiés

• Deuxièmement, selon les besoins ; Si vous en avez besoin pour lancer des exceptions, utilisez celui qui génère des exceptions ; mais il n'est fondamentalement pas utilisé pour résoudre des problèmes d'algorithme, alors choisissez simplement celui qui renvoie des valeurs spéciales.

Deque

Deque peut être entré et sorti des deux extrémités. Naturellement, il y a des opérations pour le premier côté et des opérations pour le dernier côté. Ensuite, il y a deux groupes à chaque extrémité, un groupe lance. une exception et l'autre groupe Renvoie une valeur spéciale :

fonction	lève une exception	valeur de retour
add	addFirst(e)/ addLast(e)	offerFirst(e)/ offerLast(e)
Delete	removeFirst()/ removeLast()	pollFirst()/ pollLast()
Look	getFirst()/ getLast()	peekFirst()/ peekLast()

Il en va de même lors de son utilisation. Si vous souhaitez l'utiliser, utilisez le même groupe.

Ces API de Queue et Deque ont une complexité temporelle de O(1), pour être précis, c'est une complexité temporelle amortie.

Classes d'implémentation

Il existe trois classes d'implémentation :

Donc,

• Si vous souhaitez implémenter la sémantique de la "file d'attente normale - premier entré, premier sorti", utilisez LinkedList ou ArrayDeque To réaliser ;
• Si vous souhaitez implémenter la sémantique de "file d'attente prioritaire", utilisez PriorityQueue
• Si vous souhaitez implémenter la sémantique de "pile", utilisez ArrayDeque ;

Jetons un coup d'œil un par un.

Lors de l'implémentation d'une file d'attente commune, Comment choisir entre LinkedList ou ArrayDeque ?

Jetons un coup d'œil à la réponse la plus votée sur StackOverflow^[2] :

En résumé, il est recommandé d'utiliser ArrayDeque en raison de sa grande efficacité, tandis que LinkedList aura d'autres frais supplémentaires (aérien).

Quelles sont les différences entre ArrayDeque et LinkedList ?

Toujours avec la même question tout à l'heure, voici le meilleur résumé à mon avis :

1. ArrayDeque est un tableau extensible, LinkedList est une structure de liste chaînée 
2. ArrayDeque ne peut pas stocker de valeurs nulles, mais LinkedList peut ;
3. ArrayDeque est plus efficace lors de l'exécution des opérations d'ajout et de suppression au début et à la fin, mais LinkedList ne supprime qu'un élément au milieu lorsqu'il doit être supprimé et que l'élément a été trouvé. O( 1);
4. ArrayDeque est plus efficace en termes d'utilisation de la mémoire.

Donc, tant que vous n'avez pas à stocker de valeurs nulles, choisissez ArrayDeque !

Ensuite, si un intervieweur très expérimenté vous demande, dans quelles circonstances devriez-vous choisir d'utiliser LinkedList ?

• 答：Java 6 以前。。。因为 ArrayDeque 在 Java 6 之后才有的。。

为了版本兼容的问题，实际工作中我们不得不做一些妥协。。

那最后一个问题，就是关于 Stack 了。

Stack

Stack 在语义上是 后进先出（LIFO） 的线性数据结构。

有很多高频面试题都是要用到栈的，比如接水问题，虽然最优解是用双指针，但是用栈是最直观的解法也是需要了解的，之后有机会再专门写吧。

那在 Java 中是怎么实现栈的呢？

虽然 Java 中有 Stack 这个类，但是呢，官方文档都说不让用了！

原因也很简单，因为 Vector 已经过被弃用了，而 Stack 是继承 Vector 的。

那么想实现 Stack 的语义，就用 ArrayDeque 吧：

Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();

Set

最后一个 Set，刚才已经说过了 Set 的特定是无序，不重复的。

就和数学里学的「集合」的概念一致。

Set 的常用实现类有三个：

HashSet: 采用 Hashmap 的 key 来储存元素，主要特点是无序的，基本操作都是 O(1) 的时间复杂度，很快。

LinkedHashSet: 这个是一个 HashSet + LinkedList 的结构，特点就是既拥有了 O(1) 的时间复杂度，又能够保留插入的顺序。

TreeSet: 采用红黑树结构，特点是可以有序，可以用自然排序或者自定义比较器来排序；缺点就是查询速度没有 HashSet 快。

那每个 Set 的底层实现其实就是对应的 Map：

La valeur est placée sur la clé dans la carte, et un PRESENT est placé sur la valeur. C'est un objet statique, équivalent à un espace réservé, et chaque clé pointe vers cet objet.

Le principe de mise en œuvre spécifique, ajouter, supprimer, modifier, vérifierquatre opérations, ainsi que hash conflict, hashCode()/equals() et d'autres problèmes ont tous été abordés dans l'article HashMap. , ici je n'entrerai pas dans les détails. Les amis qui ne l'ont pas lu peuvent répondre à « HashMap » en arrière-plan du compte officiel pour obtenir l'article~

Résumé

Allons-y. revenons à l'image du début, est-ce clair ?

Il y a en fait beaucoup de contenu sous chaque structure de données, comme PriorityQueue. Cet article n'entre pas dans les détails, car ce type mettra beaucoup de temps à en parler. .

Si vous pensez que l'article est bon, le like à la fin de l'article est de retour, N'oubliez pas de me donner un "j'aime" et une "lecture"~

Enfin, de nombreux lecteurs m'ont posé des questions sur le groupe de communication, par considération j’ai un décalage horaire et c’est dur à gérer donc je ne l’ai pas encore fait.

Mais maintenant, j'ai trouvé un administrateur professionnel pour le gérer avec moi, donc "La base secrète de Sister Qi" est en préparation, et j'inviterai de grands noms du pays et de l'étranger à se joindre à nous pour vous apporter une perspective différente.

L'ouverture de la première phase du groupe d'échange est prévue mi-début juillet. J'enverrai alors des invitations dans le cercle d'amis, alors restez connectés !

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!