簡單梳理Android常用基本容器類原理

Android-Java:常用基本容器學習總結

1.常用容器的總體框架

2.常用容器類的重點

1. ArrayList

https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308556.html

1.1 存儲結構：

value值存在elementData這個Object類型的數組中，默認容量是10。
1.2 容器特點：

1. ArrayList 是一個數組隊列，相當於 動態數組。與Java中的數組相比，它的容量能動態增長。
2. ArrayList 實現java.io.Serializable接口，這意味着ArrayList支持序列化，能通過序列化去傳輸.
3. ArrayList中的操作不是線程安全的！所以，建議在單線程中才使用ArrayList.

1.3 注意事項：
5. 遍歷ArrayList時，使用隨機訪問(即，通過索引序號訪問)效率最高，而使用迭代器的效率最低
6. ArrayList中的操作不是線程安全的！所以，建議在單線程中才使用ArrayList.

2. Vector

Vector 是矢量隊列，繼承於AbstractList，實現了List, RandomAccess, Cloneable這些接口。
https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308833.html
2.1 存儲結構：

value值存在elementData這個Object類型的數組中，默認容量是10。

2.2 容器特點：

1. Vector中的操作是線程安全的,add(),remove(),clear()等操作均加上了synchronized保護;
   

3. Stack

Stack是繼承Vector來實現，基於Vector的addElement和removeElement來實現push,pop,peek操作，因此Stack也是通過數組實現的，而非鏈表。
3.1 存儲結構：
實質上還是用的Vector的數組實現：

3.2 容器特點：

1. Stack實際上也是通過數組去實現的。
   執行push時(即，將元素推入棧中)，是通過將元素追加的數組的末尾中。
   執行peek時(即，取出棧頂元素，不執行刪除)，是返回數組末尾的元素。
   執行pop時(即，取出棧頂元素，並將該元素從棧中刪除)，是取出數組末尾的元素，然後將該元素從數組中刪除。
2. Stack繼承於Vector，意味着Vector擁有的屬性和功能，Stack都擁有。

4. HashMap

http://androidxref.com/9.0.0_r3/xref/libcore/ojluni/src/main/java/java/util/HashMap.java
4.1 存儲結構：
JDK1.8 鏈表結構優化爲數組+紅黑樹形式：

JDK1.8 之前數據+鏈表實現：

數組是HashMap的主體，鏈表，紅黑樹則是主要爲了解決哈希衝突而存在的，如果定位到的數組位置不含鏈表或紅黑樹,那麼對於查找，添加等操作很快，僅需一次尋址即可；

如果定位到的數組包含鏈表，對於添加操作，其時間複雜度爲O(n)，首先遍歷鏈表，存在即覆蓋，否則新增；對於查找操作來講，仍需遍歷鏈表，然後通過key對象的equals方法逐一比對查找。

所以，性能考慮，HashMap中的鏈表出現越少，性能纔會越好。

4.2 容器特點：

1. HashMap線程不安全；
2. HashMap可以接受爲null的鍵值(key)和值(value)

5. HashTable

HashTable和Hashmap類似，有個HashTableEntry 類型的數組成員變量table，管理着鍵值對。

Hashtable是synchronized，這意味着Hashtable是線程安全的

但是HashTable已經被淘汰了，如果不需要線程安全，那麼使用HashMap，如果需要線程安全，那麼使用ConcurrentHashMap。
5.1 HashTable方法API：

5.2 容器特點：

1. Hashtable 的函數都是同步的，這意味着它是線程安全的。
2. 它的key、value都不可以爲null。
3. Hashtable中的映射不是有序的。
4. 該類型已經提示被淘汰，需要線程安全的話可以使用ConcurrentHashMap

6. HashSet

1. HashSet是一個集合，集合中不允許出現重複元素。
2. HashSet是基於HashMap實現，HashSet中有一個HashMap的成員變量map，HashSet的Value 值會被以鍵值對<Value，PRESENT>加入到map中，由於HashMap不可以有重複的key，因而實現了set的去重。

6.1 注意事項：

1. HashSet實現了Set接口，它不允許集合中出現重複元素。當我們提到HashSet時，第一件事就是在將對象存儲在HashSet之前，要確保重寫hashCode（）方法和equals（）方法，這樣才能比較對象的值是否相等，確保集合中沒有儲存相同的對象。
   案例：https://www.cnblogs.com/dongying/p/4024519.html

7. ConcurrentHashMap

原理：http://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6842045.html

7.1 存儲結構：

Segmemt：
每個綠色方塊是ConcurrentHashMap的一個Node：

7.2 容器特點：
1.ConcurrentHashMap是線程安全的；
1.ConcurrentHashMap不同於HashMap，它既不允許key值爲null，也不允許value值爲null；
2.HashTable容器的get方法是需要加鎖的，而ConcurrentHashMap的get操作是不加鎖的，原因是它的get方法裏將要使用的共享變量都定義成volatile；
3.在ConcurrentHashMap中，每個hash區間使用的鎖是ReentrantLock；

Android中獨有的：

8. SparseArray

8.1 存儲結構：

8.2 容器特點

1. SparseArray在存儲和讀取數據時候，使用的是二分查找法；
2. 滿足下面兩個條件我們能夠使用SparseArray取代HashMap：
   a.數據量不大，最好在千級以內;
   b.key必須爲int類型，這中情況下的HashMap能夠用SparseArray取代;
3. SparseArray被稱爲稀疏數組，原因是數組中可能並不是連續存儲着value，remove方法並沒有去直接刪掉元素，而是將這個key指向了DELETED，這時候value失去了引用，如果沒有其它的引用，會在下一次系統內存回收的時候被幹掉，或者該key被複用指向新的值，是一個優化；
4. SparseArray不需要開闢內存空間來額外存儲外部映射，從而節省內存，key爲int的時候才能使用，注意是int而不是Integer，這也是sparseArray效率提升的一個點，去掉了Hashmap的裝箱的操作。

9. ArrayMap

https://www.jianshu.com/p/1fb660978b14
9.1數據結構：

1. 數據變量含義：
   （1）mHashes，用於保存key對應的hashCode；
   （2）mArray，用於保存鍵值對（key，value），其結構爲[key1,value1,key2,value2,key3,value3,…]；
   （3）mBaseCache，緩存，如果ArrayMap的數據量從4，增加到8，用該數組保存之前使用的mHashes和mArray，這樣如果數據量再變回4的時候，可以再次使用之前的數組，不需要再次申請空間，這樣節省了一定的時間；
   （4）mTwiceBaseCache，與mBaseCache對應，不過觸發的條件是數據量從8增長到12；
2. allocArrays（）
3. 適用場景：
   a. 數據量不大
   b.空間比時間重要
   c.需要使用Map在Android平臺，相對來說，內存容量更寶貴。而且數據量不大。所以當需要使用key是Object類型的Map時，可以考慮使用ArrayMap來替換HashMap
4. 中佔據時間複雜度最多的屬於第一步:確定key的hashCode在mHahses中的索引值。而這一步對mHashes查找使用的是二分查找，即Binary Search。所以ArrayMap的查詢時間複雜度爲 ‎O(log n);