jdk8中常用数据结构及其设计原理是什么

今天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。

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

jdk8中常用数据结构及其设计原理是什么

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(); }

jdk8中常用数据结构及其设计原理是什么

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;  }

jdk8中常用数据结构及其设计原理是什么

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 loHead = null, loTail = null;  //原来的hash值新增的bit为1的链，头部和尾部  Node hiHead = null, hiTail = null;  Node 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 }