集合框架体系

总体的体系图：

在学习体系之前先了解一下迭代器（Iterator）：迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小。对于集合的输出，有foreach和iterator，iterator更加的常用。

https://www.cnblogs.com/lxqiaoyixuan/p/7156944.html

其次再了解一下hash和hashcode：

hash函数特性：

hash表（散列表）：https://www.jianshu.com/p/a89e9487a06c

hash和hashcode：https://blog.csdn.net/m0_37700275/article/details/82800590#commentBox

其次了解一下比较器（在涉及到比较的时候会用到比较器）：在很多基本数据类型和引用数据类型中基本上都存在着排序的方法，但是对于自定义的类要实现排序，无法使用系统内部的类（比如Arrays.sort（））实现数组排序或者比较需求，是因为没有提供比较规则，所以提供了一个comparable接口来定义比较规则

comparable：使用需要继承comparable接口并实现compareto方法，其中compareto方法中如果当前数据比传入的对象小则返回负数，如果大于那么返回正数，相等则返回0。下面实现一个最基本的比较：

comparator：是一种补救措施，当系统开发完整又需要添加排序功能的时候，但是又不允许修改类的结构（无法实现comparable接口了），这个时候会使用comparator。在挽救中，想要排序的类（这里用Person类）和comparator没有任何直接关系，关系如图（PersonComparator是一个排序规则类）：

下面来实现一个基本的comparator排序：

首先定义排序规则类：

然后再利用arrays的sort方法传入排序规则类实现排序：

除非在万不得已的情况下使用comparator，正常情况下还是使用comparable。

comparable和comparator面试题：请解释comparator和comparable的区别？

comparable是在类定义的实现的父接口，主要用于定义排序规则，里面只有一个compareto方法。

comparator是挽救的操作，需要设置单独的比较器规则类实现排序，里面有compare（）方法。

最后了解一下二叉树和红黑树：在这之前给出一个数据结构可视化的学习网站：https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/Algorithms.html

各种树的结构：https://www.jianshu.com/p/3585745cc45b

二叉树的遍历：前，中，后只是指父节点遍历的顺序，前序就是 父节点->左子树->右子树，中序是 左子树->父节点->右子树，后序是 左子树 -> 右子树 ->父节点。

二叉树的存储：二叉树的存储有两种存储方式，顺序存储和链式存储。顺序存储是如图所示：

极度的浪费空间，如果说空间中的空节点很多的话，会造成空间的极度浪费。

所以还有一种链式存储，又叫二叉链表：

二叉树节点的删除：分3种情况

https://blog.csdn.net/isea533/article/details/80345507

二叉树总体学习：https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3576452.html

红黑树：红黑树的本质就是在节点信息上追加了一个表示颜色的信息而已

特点（不允许红色节点和红色节点相连，但是没有说不允许黑色节点相连）：

红黑树的自我修正（左旋，右旋，改变节点颜色），插入，删除操作：https://www.cnblogs.com/ysocean/p/8004211.html ，这篇文章中对于红黑树的删除操作并没有给出实际的分类情况，而是说删除太复杂，是通过对删除的节点做标记来完成删除操作的。实际上删除操作分为下面这几种情况：

需要旋转的4中情况的分析图（规则有的时候是联合使用）：

例子：

下面正式开始学习

Collecction（set，list）:

Set（hashset，treeset）:无序不重复，并不像list那样扩充了许多新方法，所以无法使用l像ist集合中提供的get方法，所以无法实现指定索引数据的获取。这是list和set的最大差别。

hashset：无序不重复，当添加重复的元素时，会无效。hashset判断重复和treeset判断重复不相同。利用的是object类中的方法进行比较。

首先会利用hashcode进行编码的匹配，如果编码不存在，说明不重复。如果编码存在，那么这个时候进行进一步比较，如果发现重复了，则此数据则不运行保存。在java程序中实现真正的重复元素判断用的是hashcode和equals两个方法共同完成的。而只有在排序要求的情况下才会利用comparable接口完成。

treeset：当利用treeset保存的数据的时候所有的数据都按照数据的升序进行自动排序处理。但进行排序的类必须要实现comparable接口，因为只有实现了这个接口才可以比较对象的大小关系。treeset实际上是利用treemap子类实现的集合数据存储，而treemap（树）则需要根据comparable来确认大小关系。

注意在使用自定义类进行比较的时候，在继承comparable后覆写的方法之中一定要将该类中的所有属性都依次比较，否则属性相同的时候会以为是重复数据，所以可以得到得到treeset实际上是通过comparable来确认重复数据的。覆写的方法如下：

但是如果类中的属性过多，那么这将是一个很复杂的过程，所以在实际的开发中首选hashset子类。

List:

list和ArrayList：https://www.cnblogs.com/zcscnn/p/7743507.html

基本用法比较:https://blog.csdn.net/ftell/article/details/80826235

深入ArrayList：https://www.cnblogs.com/qingchunshiguang/p/6103731.html

Linkedlist和ArrayList对比：https://blog.csdn.net/weixin_41657730/article/details/82462156

Map（子类有hashmap,treemap,hashtable,linkedhashmap）:对于map集合的数据保存格式就是按照“key=value”的形式存储的，如果key重复，则会出现IllegalArgargumentException（如果是hashmap就会覆盖）。如果说key为null，那么就是空指针异常。

HashMap(最常见):最常见的map

a.主要特点是无序，tree是有序。

b.在设置了相同的key的内容的时候put方法会返回原始的数据内容，如果没有相同的key则返回null。

hashmap的原理：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1618550070727689060&wfr=spider&for=pc

面试题1：hashmap进行put操作的时候是如何进行容量扩充的？

a.首先会在hashmap中提供一个常量，作为初始化的容量配置，默认大小是16。

b.当保存的容量达到了一个阈值（默认是0.75），这里就是当保存了（16*0.75=12）个元素之后，就会进行容量的扩充。

c.在进行扩充的时候hashmap采用的是成倍的容量扩充，即每一次都扩充2倍（通过对老的容量向左移一位）。

面试题2：请解释hashmap的工作原理（jdk1.8之后开始，hashmap在jdk1.8之后引入红黑树，因为大数据时代的来临导致数据的爆棚，使得hashmap对数据量的存储急剧增加，如果说还是使用原本的链表存储大量的数据，会导致效率低下）

a.hashmap中的存储依然是利用了node类完成，这种情况下的数据结构解释链表和二叉树（链表时间复杂度O（n）,二叉树时复杂度O（logn））。

b.从jdk1.8开始，hashmap的实现发生了改变，因为要适应大数据时代的到来，所以其存储结构发生了变化，并且在hashmap的内部提供了重要的常量：

，在对hashmap进行数据保存的时候，如果保存的个数没有超过阈值8，那么会按照链表的方式进行存储，而如果超过了这个阈值，则会把链表转化成红黑树以实现树的平衡，并且利用左旋和右旋保证查找的性能。

面试题3：hashmap的容量为什么是2的n次方？

其中一个主要的方面就是通过hashcode和数组长度通过与运算来计算索引值。详细见下

https://blog.csdn.net/j1231230/article/details/78072115

红黑树产生的问题：为什么使用了红黑树还说hashmap是无序的？

因为和treemap不同，treemap是直接将键值对中默认按照键的升序进行排序。而hashmap首先是按照键值转化成的hashcode存储在hashmap的数组中，当出现碰撞的时候才存储在下面的链表中，如果说这个时候链表过长（超过8个）就会优化为红黑树，方便查找的时候更快，所以实际上红黑树在hashmap中的作用是为了解决碰撞过多导致的检索慢的问题。实际在数组中还是无序的，数组查找时间复杂度是O（1）快于treemap，所以如果不用到排序的时候还是使用hashmap效率更高。

hashmap深入理解文章：https://blog.csdn.net/visant/article/details/80045154

Linkedhashmap（有序的hashmap，属于hashmap的子类，注意这里的有序指的是遍历顺序符合插入顺序）:https://www.jianshu.com/p/8f4f58b4b8ab

Hashtable（最早的一批动态数组实现类，很少使用了）：hashtable在进行数据存储的时候，如果key或者value为空都会出现空指针异常。

ConcurrentHashMap（hashtable的替代者，线程安全，分段）：

jdk1.7下的concurrenthashmap：

在jdk1.7和1.8的实现不相同，jdk7中采用的是分段的数组加链表实现，1.7中的存储结构如下：

面试细节：https://www.cnblogs.com/heyonggang/p/9112731.html

jdk8下的concurrenthashmap（采用CAS + synchronized）：

Java8中主要做了如下优化:
a.将Segment抛弃掉了，直接采用Node（继承自Map.Entry）作为table元素。
b.修改时，不再采用ReentrantLock加锁，直接用内置synchronized加锁，java8的内置锁比之前版本优化了很多，相较ReentrantLock，性能不并差。
c.size方法优化，增加了CounterCell内部类，用于并行计算每个bucket的元素数量。

jdk8中concurrenthashmap的数据结构：

jdk8中concurrenthashmap详解：https://www.jianshu.com/p/85d158455861

面试题：请解释hashmap的hashtable的区别？

hashmap中的方法属于异步操作，非线程安全，hashmap允许保存有空数据。

hashtable中的方法都属于同步方法，线程安全，hashtable不允许保存空数据，否则出现空指针异常。

TreeMap:底层通过红黑树实现

几种map的对比：