045天 集合框架09 总结点 问

0902（045天 集合框架09 总结点 问）

每日一狗（田园犬西瓜瓜）

集合框架09 总结点 问

1. 问：

补充：快速失败机制（快死异常）

多个线程对线程不安全的容器同时进行过操作时会抛出ConcurrentModificationException（并发修改异常）

原因：迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个 modCount变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变modCount的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前，都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值，是的话就返回遍历；否则抛出异常，终止遍历。

解决办法：

1. 在遍历过程中，所有涉及到改变modCount值得地方全部加上synchronized。
2. 使用CopyOnWriteArrayList来替换ArrayList
3. 或者你也可以接收异常，只有运行正确后才跳出循环

1.1 问：集合框架一些总结

常见的集合有哪些

Map接口和Collection接口是所有集合框架的父接口

1. Collection接口的子接口包括：Set接口和List接口

2. Map接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap以及Properties等（ConcurrentHashMap可以理解为HashMap的线程安全版）

3. Set接口的实现类主要有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等

   HashSet–HashMap TreeSet—TreeMap LinkedHashSet–LinkedHashMap

4. List接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack以及Vector等

   ArrayList–CopyOnWriteArrayList

集合框架大总结

1、所有集合类都位于java.util包下。Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，
Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。

2、集合接口：6个接口（短虚线表示），表示不同集合类型，是集合框架的基础。
Collection List Set Queue Map Comparable Comparator Iterable Iterator

3、抽象类：5个抽象类（长虚线表示），对集合接口的部分实现。可扩展为自定义集合类。
AbstractList AbstractSet AbstractMap …

4、实现类：8个实现类（实线表示），对接口的具体实现。
ArrayList LinkedList HashSet TreeSet HashMap TreeMap Stack PriorityQueue
Vector LinkedHashSet Hashtable LinkedHashMap

5、Collection 接口是一组无序并允许重复的对象。

6、Set 接口继承 Collection，集合元素无序且不重复。

7、List接口继承 Collection，允许重复，维护元素插入顺序。

8、Map接口是键－值对象，与Collection接口没有什么关系。

9、Set、List和Map可以看做集合的三大类：

• List集合是有序集合，集合中的元素可以重复，访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。
• Set集合是无序集合，集合中的元素不可以重复，访问集合中的元素只能根据元素本身来访问（也是集合里元素不允许重复的原因）。
• Map集合中保存Key-value对形式的元素，访问时只能根据每项元素的key来访问其value。

10、遍历集合中的对象，Iterable iterator ListIterator[双向遍历]

特殊的迭代器（走访器）Enumeration属于已经不建议使用的方法

//@since   1.0
    public interface Enumeration<E>
    Enumeration<Integer> enu = list.elements();
while(enu.hasMoreElements()) {
    Integer obj=enu.nextElement();
    System.out.println(obj);
}
1
2
3
4
5
6
7

11、看Arrays和Collections。它们是操作数组、集合的两个工具类
Arrays：排序，折半查找，数组比较，数组深比较，数组展示

Collections：排序，把一些不安全的容器转换成安全的容器，批量元素替换

1.2 作业

1. ArrayList 和 Vector 的区别。

   Vector线程安全 ，ArrayList 线程不安全。

   ArrayList采用延迟初始化，延迟到第一次添加数据的时候

   ArrayList默认扩容比为1.5，Vector有固定的扩容步长，没设定时扩容比为2.0

2. 说说 ArrayList,Vector, LinkedList 的存储性能和特性。

   ArrayList,Vector的存储都用数组

   LinkedList采用双向链表

   数组访问O(1)，增删O(n)

   双向链表访问O(n)，增删O(1)

3. 快速失败 (fail-fast) 和安全失败 (fail-safe) 的区别是什么？

   快速失败：

   安全失败：基于对底层集合进行拷贝

4. hashmap 的数据结构。

   数组+链表（红黑树）

5. HashMap 的工作原理是什么?

   HashMap

6. Hashmap 什么时候进行扩容呢？

   当存储容量到达一定阈值时扩容（最大容积*负载因子）

   当单链>8，总链<64时，也会进行扩容操作

7. List、Map、Set 三个接口，存取元素时，各有什么特点？

   List：可以用对象比较，也可以用索引

   Map：存取使用key值进行定位键值对

   Set：存取使用对象比较方式进行

8. Set 里的元素是不能重复的，那么用什么方法来区分重复与否呢? 是用 == 还是 equals()? 它们有何区别?

   hashCode和equals用的都是HashMap key的判定流程，TreeSet用的是TreeMap，这里用的红黑树，用的是比较器那一套

9. 两个对象值相同 (x.equals(y) == true)，但却可有不同的 hash code，这句话对不对?

   可以，咱们自己封装的自定义数据类型，由于equals和hashCode方法写的不够全面才可能导致这种情况的发生。因为equals是判定两个对象是否相等用的，而hashCode是由另一个方法生成的，不知道咱们计算hashCode值所用属性和equals判定对象相同时所用的属性是否一致，所以这边一般不建议自己写这两个方法，直接用IDE进行生成。

   hash code是以一个对象属性放到散列函数中计算出来的值，但这样想，两个对象的数据一样，但是放到散列函数中计算出来的值却不一样，这咋可能嘛，唯一的可能就是equals和hashCode中用的属性不一样，而且肯定是equals

10. heap 和 stack 有什么区别。

2. 流式编程

多线程针对集合的操作

Stream不是数据结构，不会存储数据，而是算法的封装。

操作是并行或并发执行的。

数据源本身是可以源源不断的

2.1 概念

定义

Stream API借助于同样新出现的Lambda表达式，极大的提高编程效率和程序可读性。

同时它提供串行和并行两种模式进行汇聚操作，并发模式能够充分利用多核处理器的优势，使用fork/join并行方式来拆分任务和加速处理过程。

通常编写并行代码很难而且容易出错, 但使用Stream API无需编写一行多线程的代码，就可以很方便地写出高性能的并发程序。

所以Java 8 中首次出现的 java.util.stream 是一个函数式语言+多核时代综合影响的产物。

元素

Stream不是集合元素，它不是数据结构并不保存数据，它是有关算法和计算的，它更像一个高级版本的Iterator。

原始版本的Iterator，用户只能显式地一个一个遍历元素并对其执行某些操作；高级版本的Stream，用户只要给出需要对其包含的元素执行什么操作，比如过滤掉长度大于10的字符串、获取每个字符串的首字母等，Stream会隐式地在内部进行遍历，做出相应的数据转换。

Stream就如同一个迭代器Iterator，单向，不可往复，数据只能遍历一次，遍历过一次后即用尽了，就好比流水从面前流过，一去不复返。

而和迭代器又不同的是，Stream可以并行化操作，迭代器只能命令式地、串行化操作。
顾名思义，当使用串行方式去遍历时，每个item读完后再读下一个item。

而使用并行去遍历时，数据会被分成多个段，其中每一个都在不同的线程中处理，然后将结果一起输出。

Stream的并行操作依赖于Java7中引入的Fork/Join框架（JSR166y）来拆分任务和加速处理过程。

特点

数据源本身可以是无限的。

2.2 应用

当使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：

获取一个数据源source → 数据转换 → 执行操作获取想要的结果。

每次转换原有Stream对象不改变，返回一个新的Stream对象（可以有多次转换），这就允许对其操作可以像链条一样排列，变成一个管道。

Integer transactionsIds = 
	roomList.stream()  // 将List转换为stream对象
		.filter(b -> b.getLength() == 10) // 针对stream种的数据元素进行过滤，只使用为true
		.sorted((x,y) -> x.getHigh() - y.getHigh()) // 针对stream种的数据进行自定义规则的排序
		.mapToInt(Room::getWidth)	// 从集合元素通过调用当前对象getWidth方法获取对应的int类型数据
		.sum();  // 针对整数值进行求和处理
1
2
3
4
5
6

使用Stream步骤

1. 创建Stream；
2. 转换Stream，每次转换原有Stream对象不改变，返回一个新的Stream对象（可以有多次转换）
3. 对Stream进行聚合（Reduce）操作，获取想要的结果；

创建Stream方法

创建方法1：可以使用Arrays.stream()方法来使用Stream

Integer[] array = new Integer[]{3,4,8,16,19,27,23,99,76,232,33,96};
long count = Arrays.stream(array)
    .filter(i->i>20)
    .count();
1
2
3
4

创建方法2：使用List创建一个并行流对象Stream

Stream<Integer> stream = list.parallelStream();

Stream<Integer> stream = list.stream();
1
2
3

创建方法3：Collection.stream()用Java集合都创建一个Stream

2.3 Stream的一些方法

• collect 收集操作，将所有数据收集起来，这个操作非常重要，官方的提供的Collectors 提供了非常多收集器，可以说Stream 的核心在于Collectors

• count 统计操作，统计最终的数据个数

• findFirst、findAny 查找操作，查找第一个、查找任何一个 返回的类型为Optional

• noneMatch、allMatch、anyMatch 匹配操作，数据流中是否存在符合条件的元素 返回值为bool 值

• min、max 最值操作，需要自定义比较器，返回数据流中最大最小的值

• reduce 规约操作，将整个数据流的值规约为一个值，count、min、max底层就是使用reduce

• forEach、forEachOrdered 遍历操作，这里就是对最终的数据进行消费了

• toArray 数组操作，将数据流的元素转换成数组。

• map(mapToInt,mapToLong,mapToDouble) 转换操作符，把比如A->B，这里默认提供了转int，long，double的操作符

• flatmap(flatmapToInt,flatmapToLong,flatmapToDouble) 拍平操作，比如把 int[]{2,3,4} 拍平变成 2，3，4 也
  就是从原来的一个数据变成了3个数据，这里默认提供了拍平成int,long,double的操作符

• limit 限流操作，比如数据流中有10个只要出前3个就可以使用

• distint 去重操作，对重复元素去重，底层使用了equals方法

• filter 过滤操作，把不想要的数据过滤

• peek 挑出操作，如果想对数据进行某些操作，如：读取、编辑修改等

• skip 跳过操作，跳过某些元素

• sorted(unordered) 排序操作，对元素排序，前提是实现Comparable接口，当然也可以自定义比较器。

扩展小芝士

• 接口中只定义最基础的东西
• 对hashSet的元素修改时最好先取出来改完后再放回去，他会重新计算hashCode然后重新定位
• BigInteger的计算使用一个数组存着然后像手算一样来计算