Java中的資料結構一覽

Java的類庫實在是很多，以至于很多人都不太了解，結果總是自己造輪子。

下面彙總了Java中的一些資料結構，加上一些實作的分析，同時備忘。

至于時間複雜度，個人覺得寫出來的用處不大。如果明白它是怎麼實作的，那自然就知道它的時間複雜度。

如果不了解它的實作，把時間複雜度背得再熟也沒用。

接口：

Collection<E>

子接口：

BlockingDeque<E>, BlockingQueue<E>, Deque<E>, List<E>, NavigableSet<E>, Queue<E>, Set<E>, SortedSet<E> 

實作類：

ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ArrayList,  ConcurrentLinkedQueue, ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArrayList, CopyOnWriteArraySet, DelayQueue, EnumSet, HashSet, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedHashSet, LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue, Stack, SynchronousQueue, TreeSet, Vector 

List<E>

ArrayList, CopyOnWriteArrayList, LinkedList,Stack, Vector 

Queue<E>

BlockingDeque<E>, BlockingQueue<E>, Deque<E> 

ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ConcurrentLinkedQueue, DelayQueue, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue, SynchronousQueue 

Set<E>

NavigableSet<E>, SortedSet<E> 

ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArraySet, EnumSet, HashSet, LinkedHashSet, TreeSet 

Map<K,V>

ConcurrentMap<K,V>, ConcurrentNavigableMap<K,V>,  SortedMap<K,V> 

ConcurrentHashMap, ConcurrentSkipListMap, EnumMap, HashMap, Hashtable, IdentityHashMap, LinkedHashMap, TreeMap, WeakHashMap 

并發與線程安全等

通常含有Concurrent，CopyOnWrite，Blocking的是線程安全的，但是這些線程安全通常是有條件的，是以在使用前一定要仔細閱讀文檔。

具體實作：

List<E>系列：

ArrayList<E>，如其名，但是其容量增長計劃是newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1，和C++通常的Vector是翻倍的政策不同。

CopyOnWriteArrayList<E>，裡面有一個ReentrantLock，每當add時，都鎖住，把所有的元素都複制到一個新的數組上。

隻保證曆遍操作是線程安全的，get操作并不保證，也就是說如果先得到size，再調用get(size-1)，有可能會失效

那麼CopyOnWriteArrayList是如何實作線程安全的疊代操作？

在疊代器中儲存原數組。

LinkedList<E>，标準雙向連結清單

Vector<E>，過時，多數方法上加上了synchronized

Stack<E>，繼承自Vector，過時，優先應使用 Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();

Queue<E>系列：

LinkedList<E>，見List<E>系列

ArrayDeque<E>，内部用一個數組儲存元素，有int類型head和tail的。

PriorityQueue<E>，内部用一個數組來儲存元素，但數組是以堆的形式來組織的，是以是有序的。

PriorityBlockingQueue<E>，包裝了一個PriorityQueue<E>，一個ReentrantLock，一個Condition，TODO

ArrayBlockingQueue<E>，TODO

ConcurrentLinkedQueue<E>，TODO

DelayQueue<E>，TODO

LinkedBlockingDeque<E>，TODO

LinkedBlockingQueue<E>，TODO

SynchronousQueue<E>，TODO

Deque<E>（雙端隊列）系列：

ArrayDeque<E>，見Queue系列

LinkedList<E>，見List系列

Set系列：

HashSet，包裝了一個HashMap：

    public HashSet() {

        map = new HashMap<E,Object>();

    }

TreeSet，包裝了一個TreeMap，參考HashSet

LinkedHashSet，包裝了LinkedHashMap，參考HashSet

EnumSet，TODO

CopyOnWriteArraySet，簡單包裝了CopyOnWriteArrayList，注意這個Set的get的時間複雜度。

ConcurrentSkipListSet，包裝了一個ConcurrentSkipListMap，參考HashSet。

Map系列：

HashMap<K,V>，标準鍊位址法實作

TreeMap<K,V>，紅黑二叉樹

LinkedHashMap<K,V>，在Entry中增加before和after指針把HashMap中的元素串聯起來，這樣在疊代時，就可以按插入順序曆遍。

EnumMap，TODO

ConcurrentHashMap，參考之前的文章

ConcurrentSkipListMap，TODO，log(n)的時間複雜度，有點像多級連結清單儲存的，貌似有點像redis中的SortedSet的實作

Hashtable，過時

IdentityHashMap，正常的HashMap中比較是用equals方法，這個用的是“==”比較符

WeakHashMap<K,V>，弱引用的HashMap，正常的HashMap是強引用，即裡面的value不會被GC回收，在WeakHashMap<K,V>中，V中最好是WeakReference類型的，用像這樣的代碼：m.put(key, new WeakReference(value))。

其它的一些實用的第三方的資料結構：

LRUCache，LongHashMap，Java7中的LinkedTransferQueue，

Apache的包，裡面有很多實用的類：

http://commons.apache.org/collections/

Google的包，裡面有很多并發的牛B類：

AtomicLongMap，等等

大對象的資料結構：

https://github.com/HugeCollections/Collections

注意事項：

并發容器多數不能使用null值