Java集合框架深度解析:ArrayList, LinkedList与HashMap
"Java面试基础复习,涵盖Java集合框架,ArrayList和LinkedList的比较,以及Iterator的Fail-Fast和Fail-Safe机制,最后讨论了HashMap的基本数据结构和树化、退化规则。" 在Java编程中,集合框架是核心概念之一,它提供了存储和操作对象的容器。本复习篇主要关注了ArrayList、LinkedList以及HashMap这三种常用集合类型。 ArrayList是一种基于动态数组实现的列表,它的扩容规则如下: 1. 无参构造函数创建的ArrayList会初始化一个长度为零的数组。 2. 指定容量构造函数会使用用户指定的初始容量。 3. 使用Collection构造函数时,容量将设置为传入集合的大小。 4. add(Object o)方法首次添加元素时,若数组满,会扩容至10;之后每次扩容为当前容量的1.5倍。 5. addAll(Collection c)方法在添加集合时,如果没有元素,扩容为Math.max(10, 实际元素个数);若有元素,扩容为Math.max(原容量1.5倍, 实际元素个数)。 LinkedList则基于双向链表,其特点如下: 1. 链表结构使得随机访问较慢,需要遍历找到指定位置。 2. 在链表头尾进行插入和删除操作具有高性能,但在链表中间插入或删除会因移动元素而导致性能下降。 3. 由于内存不连续,LinkedList占用的内存空间通常比ArrayList更多。 关于Iterator,有两种模式:Fail-Fast和Fail-Safe。ArrayList实现了Fail-Fast机制,当在遍历过程中集合被修改,会抛出ConcurrentModificationException。而CopyOnWriteArrayList是Fail-Safe的示例,允许遍历期间修改集合,通过复制原有集合并在新副本上进行修改来保证安全性。 HashMap是另一种常用的集合,它的基本数据结构在不同版本的Java中有所不同: - 在1.7中,HashMap内部是数组+链表的形式,解决冲突时形成链表。 - 在1.8及以上版本,引入了红黑树,当链表长度达到8且数组容量大于等于64时,链表会转换为红黑树,以提高查找效率。 - 退化规则是指在特定情况下,树可能会退化回链表,例如在扩容时,如果树的节点数低于6,且不再满足树化条件,就会转回链表。 了解这些基础知识对于Java开发者来说至关重要,它们不仅在面试中常被问到,也是日常编程中的常用工具。深入理解这些集合类的工作原理,可以帮助我们更高效地编写代码,并优化程序性能。
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