几张动态图捋清Java常用数据结构及其设计原理

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比来在整理数据结构方面的常识, 系统化看了下Java中常用数据结构, 突发奇想用动画来绘制数据流转进程.

首要基于jdk8, 能够会有些特征与jdk7之前不不异, 例如LinkedList LinkedHashMap中的双向列表不再是回环的.

HashMap中的单链表是尾插, 而不是头插入等等, 后文不再赘叙这些差别, 本文目录结构以下:

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LinkedList

典范的双链表结构, 适用于乱序插入, 删除. 指定序列操纵则性能不如ArrayList, 这也是其数据结构决议的.

add(E) / addLast(E)

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add(index, E)

这边有个小的优化, 他会先判定index是靠近队头还是队尾, 来肯定从哪个偏向遍历链入.
1 if (index < (size >> 1)) { 2 Node<E> x = first; 3 for (int i = 0; i < index; i++) 4 x = x.next; 5 return x; 6 } else { 7 Node<E> x = last; 8 for (int i = size - 1; i > index; i--) 9 x = x.prev;10 return x;11 }
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靠队尾

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get(index)

也是会先判定index, 不外性能仍然欠好, 这也是为什么不保举用for(int i = 0; i < lengh; i++)的方式遍历linkedlist, 而是利用iterator的方式遍历.

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remove(E)

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ArrayList

底层就是一个数组, 是以顺次查找快, 乱序插入, 删除由于触及到前面元素移位所以性能慢.

add(index, E)

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扩容

一般默许容量是10, 扩容后, 会length*1.5.

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remove(E)

循环遍历数组, 判定E能否equals当前元素, 删除性能不如LinkedList.

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Stack

典范的数据结构, 底层也是数组, 继续自Vector, 先辈后出FILO, 默许new Stack()容量为10, 超越自动扩容.

push(E)

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pop()

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后缀表达式

Stack的一个典型利用就是计较表达式如 9 + (3 - 1) * 3 + 10 / 2, 计较机将中缀表达式转为后缀表达式, 再对后缀表达式停止计较.

中缀转后缀
    数字间接输出栈为空时,碰到运算符,间接入栈碰到左括号, 将其入栈碰到右括号, 履行出栈操纵,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。碰到运算符(加减乘除):弹出一切优先级大于大概即是该运算符的栈顶元素,然后将该运算符入栈终极将栈中的元素依次出栈,输出。

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计较后缀表达
    碰到数字时,将数字压入仓库碰到运算符时,弹出栈顶的两个数,用运算符对它们做响应的计较, 并将成果入栈反复上述进程直到表达式最右端运算得出的值即为表达式的成果

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行列

与Stack的区分在于, Stack的删除与增加都在队尾停止, 而Queue删除在队头, 增加在队尾.

ArrayBlockingQueue

生产消耗者中常用的阻塞有界行列, FIFO.

put(E)

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put(E) 行列满了
1 final ReentrantLock lock = this.lock;2 lock.lockInterruptibly();3 try {4 while (count == items.length)5 notFull.await();6 enqueue(e);7 } finally {8 lock.unlock();9 }
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take()

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

takeIndex是一个环形的增加, 当移动到行列尾部时, 会指向0, 再次循环.
1 private E dequeue() { 2 // assert lock.getHoldCount() == 1; 3 // assert items[takeIndex] != null; 4 final Object[] items = this.items; 5 @SuppressWarnings("unchecked") 6 E x = (E) items[takeIndex]; 7 items[takeIndex] = null; 8 if (++takeIndex == items.length) 9 takeIndex = 0;10 count--;11 if (itrs != null)12 itrs.elementDequeued();13 notFull.signal();14 return x;15 }
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HashMap

最常用的哈希表, 口试的童鞋必备常识了, 内部经过数组 + 单链表的方式实现. jdk8中引入了红黑树对长度 > 8的链表停止优化, 我们别的篇幅再讲.

put(K, V)

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put(K, V) 不异hash值

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resize 静态扩容

当map中元素超越设定的阈值后, 会停止resize (length * 2)操纵, 扩容进程中对元素一通操纵, 并放置到新的位置.

具体操纵以下:
    在jdk7中对一切元素间接rehash, 并放到新的位置.在jdk8中判定元素原hash值新增的bit位是0还是1, 0则索引稳定, 1则索引酿成"原索引 + oldTable.length".
1 //界说两条链 2 //本来的hash值新增的bit为0的链,头部和尾部 3 Node<K,V> loHead = null, loTail = null; 4 //本来的hash值新增的bit为1的链,头部和尾部 5 Node<K,V> hiHead = null, hiTail = null; 6 Node<K,V> next; 7 //循环遍历出链条链 8 do { 9 next = e.next;10 if ((e.hash & oldCap) == 0) {11 if (loTail == null)12 loHead = e;13 else14 loTail.next = e;15 loTail = e;16 }17 else {18 if (hiTail == null)19 hiHead = e;20 else21 hiTail.next = e;22 hiTail = e;23 }24 } while ((e = next) != null);25 //扩容前后位置稳定的链26 if (loTail != null) {27 loTail.next = null;28 newTab[j] = loHead;29 }30 //扩容后位置加上原数组长度的链31 if (hiTail != null) {32 hiTail.next = null;33 newTab[j + oldCap] = hiHead;34 }
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LinkedHashMap

继续自HashMap, 底层额外保护了一个双向链表来保持数占有序. 可以经过设备accessOrder来实现FIFO(插入有序)大概LRU(拜候有序)缓存.

put(K, V)

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get(K)

accessOrder为false的时辰, 间接返回元素就行了, 不需要调剂位置.

accessOrder为true的时辰, 需要将比来拜候的元素, 放置到队尾.

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removeEldestEntry 删除最老的元素

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作者:大道方圆

原文:https://www.cnblogs.com/xdecode/p/9321848.html

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已有(19)人评论

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lemon_mify 发表于 2020-8-14 18:11:03
Hashmap计算落点错了吧 hash(c)&(length-1)
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123472438 发表于 2020-8-14 18:17:28
捋清Java常用数据结构及其设计原理
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87kg__ 发表于 2020-8-14 18:22:24
太优秀了,我也想问动图是怎么弄的。幼儿园小朋友都知道要分享[酷拽]
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一割再割运 发表于 2020-8-14 18:28:45
看不懂,有没有入门教程呢
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追风安琪 发表于 2020-8-14 18:30:36
图怎么做的
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fank丶飞 发表于 2020-8-14 18:33:42
好东西啊!
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晓风弄月攀 发表于 2020-8-14 18:39:03
学习了
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eapz58993 发表于 2020-8-14 18:44:15
加群
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敢为医者言露 发表于 2020-8-14 18:47:34
马克
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WAHTTHEFUCK 发表于 2020-8-14 18:50:14
Mark
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benpao12345666 发表于 2020-8-14 18:55:06
链表的头尾是怎么定的?现在的资料好乱,有人说LRC时,put和get时会把元素放置队头,删除时删除对尾
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爱期无归掌 发表于 2020-8-14 18:57:15
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色安翻岛 发表于 2020-8-14 19:03:37
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123474263 发表于 2020-8-14 19:09:08
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杨琦不二僖 发表于 2020-8-14 19:12:48
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奇国烟熏国w 发表于 2020-8-14 19:13:58
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丰城龙剑邪 发表于 2020-8-14 19:17:06
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攻守二丝 发表于 2020-8-14 19:18:26
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ldp998877 发表于 2020-8-14 19:23:10
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