jdk8中常用数据结构及其设计原理是什么

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今天丸趣 TV 小编给大家分享一下 jdk8 中常用数据结构及其设计原理是什么的相关知识点，内容详细，逻辑清晰，相信大部分人都还太了解这方面的知识，所以分享这篇文章给大家参考一下，希望大家阅读完这篇文章后有所收获，下面我们一起来了解一下吧。

1. LinkedList

LinkedList 经典的双链表结构，适用于乱序插入，删除。指定序列操作则性能不如 ArrayList，这也是其数据结构决定的。

add(E) / addLast(E)

add(index, E)

这边有个小的优化，他会先判断 index 是靠近队头还是队尾，来确定从哪个方向遍历链入。

if (index   (size   1)) { Node E  x = first; for (int i = 0; i   index; i++) x = x.next; return x; } else { Node E  x = last; for (int i = size - 1; i   index; i--) x = x.prev; return x; }

靠队尾

get(index)

也是会先判断 index，不过性能依然不好，这也是为什么不推荐用 for(int i = 0; i lengh; i++) 的方式遍历 linkedlist，而是使用 iterator 的方式遍历。

remove(E)

2. ArrayList

ArrayList 底层就是一个数组，因此按序查找快，乱序插入，删除因为涉及到后面元素移位所以性能慢。

add(index, E)

扩容

一般默认容量是 10，扩容后，会 length*1.5。

remove(E)

循环遍历数组，判断 E 是否 equals 当前元素，删除性能不如 LinkedList。

3. Stack

Stack 是经典的数据结构，底层也是数组，继承自 Vector，先进后出 FILO，默认 new Stack() 容量为 10，超出自动扩容。

push(E)

pop()

4. 后缀表达式

Stack 的一个典型应用就是计算表达式如 9 + (3 – 1) * 3 + 10 / 2，计算机将中缀表达式转为后缀表达式，再对后缀表达式进行计算。

中缀转后缀

数字直接输出

栈为空时，遇到运算符，直接入栈

遇到左括号, 将其入栈

遇到右括号, 执行出栈操作，并将出栈的元素输出，直到弹出栈的是左括号，左括号不输出。

遇到运算符 (加减乘除)：弹出所有优先级大于或者等于该运算符的栈顶元素，然后将该运算符入栈

最终将栈中的元素依次出栈，输出。

计算后缀表达

遇到数字时，将数字压入堆栈

遇到运算符时，弹出栈顶的两个数，用运算符对它们做相应的计算, 并将结果入栈

重复上述过程直到表达式最右端

运算得出的值即为表达式的结果

5. 队列

与 Stack 的区别在于：Stack 的删除与添加都在队尾进行，而 Queue 删除在队头，添加在队尾。

ArrayBlockingQueue

生产消费者中常用的阻塞有界队列，FIFO。

put(E)

put(E) 队列满了

final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lockInterruptibly(); try { while (count == items.length) notFull.await(); enqueue(e); } finally { lock.unlock(); }

take()

当元素被取出后，并没有对数组后面的元素位移，而是更新 takeIndex 来指向下一个元素。

takeIndex 是一个环形的增长，当移动到队列尾部时，会指向 0，再次循环。

private E dequeue() { // assert lock.getHoldCount() == 1; // assert items[takeIndex] != null; final Object[] items = this.items; @SuppressWarnings( unchecked) E x = (E) items[takeIndex]; items[takeIndex] = null; if (++takeIndex == items.length) takeIndex = 0; count--; if (itrs != null) itrs.elementDequeued(); notFull.signal(); return x; }

6. HashMap

最常用的哈希表，面试的童鞋必备知识了，内部通过数组 + 单链表的方式实现。dk8 中引入了红黑树对长度 8 的链表进行优化，我们另外篇幅再讲。

put(K, V)

put(K, V) 相同 hash 值

resize 动态扩容

当 map 中元素超出设定的阈值后，会进行 resize (length * 2) 操作，扩容过程中对元素一通操作，并放置到新的位置。

具体操作如下：

在 jdk7 中对所有元素直接 rehash, 并放到新的位置.

在 jdk8 中判断元素原 hash 值新增的 bit 位是 0 还是 1, 0 则索引不变, 1 则索引变成原索引 + oldTable.length .

// 定义两条链  // 原来的 hash 值新增的 bit 为 0 的链，头部和尾部  Node K,V  loHead = null, loTail = null; // 原来的 hash 值新增的 bit 为 1 的链，头部和尾部  Node K,V  hiHead = null, hiTail = null; Node K,V  next; // 循环遍历出链条链  do { next = e.next; if ((e.hash   oldCap) == 0) { if (loTail == null) loHead = e; else loTail.next = e; loTail = e; } else { if (hiTail == null) hiHead = e; else hiTail.next = e; hiTail = e; } } while ((e = next) != null); // 扩容前后位置不变的链  if (loTail != null) { loTail.next = null; newTab[j] = loHead; } // 扩容后位置加上原数组长度的链  if (hiTail != null) { 32 hiTail.next = null; 33 newTab[j + oldCap] = hiHead; 34 }