Java 面試之資料結構
阿新 • • 發佈:2018-12-31
常見資料結構
HashMap、Hashtable、 ConcurrentHashMap
HashMap
- 底層實現:HashMap底層整體結構是一個數組,陣列中的每個元素又是一個連結串列。每次新增一個物件(put)時會產生一個連結串列物件(Object型別),Map中的每個Entry就是陣列中的一個元素(Map.Entry就是一個
<Key,Value>
),它具有由當前元素指向下一個元素的引用,這就構成了連結串列。 - 儲存原理:當向HsahMap中新增元素的時候,首先計算Key物件的Hash值,得到陣列下標,如果陣列該位置為空則插入,否則遍歷這個位置連結串列。當某個節點Key物件和Node物件均和新元素的equals時,用新元素的Value物件替換該節點的Value物件,否則插入新節點。(注意
HashMap長度為2的n次冪是為了讓length-1的二進位制值所有位全為1,這種情況下,hash值與(table.length - 1)進行&運算計算index時,其結果就等同於hashcode後幾位的值,此時只要輸入的hashcode本身分佈均勻,Hash演算法的結果就是均勻的。所以,HashMap的預設長度為16是為了降低hash碰撞的機率,同時也是一種合適的大小。
Hashtable
比較點 | HashMap | Hashtable |
---|---|---|
實現原理 | 見上小節 | 和HashMap的實現原理幾乎一樣 |
Key和Value | 允許Key和Value為null | 不允許Key和Value為null |
擴容策略 | 2倍擴容oldThr << 1 |
2倍+1擴容(oldCapacity << 1) + 1 |
安全性 | 執行緒不安全 | 執行緒安全 |
Hashtable執行緒安全的策略實現代價很大,get/put所有相關操作都是synchronized的,在競爭激烈的併發場景中效能非常差。
ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap是Java併發包中提供的一個執行緒安全且高效的HashMap實現,它採用了非常精妙的分段鎖策略,ConcurrentHashMap的主幹是Segment陣列。Segment繼承於ReentrantLock,是一種可重入鎖。每個Segment都是一個子雜湊表,Segment裡維護了一個HashEntry陣列,併發環境下,對於不同Segment的資料進行操作不用考慮鎖競爭。
LinkedHashMap、TreeMap、TreeSet
- LinkedHashMap:順序存取的HashMap(基於陣列和雙向連結串列實現)。
- TreeMap:內部排序(基於紅黑樹實現)。
- TreeSet:有序的Set集合(基於二叉樹實現)。
ArrayList、LinkedList、Vector
- ArrayList:動態陣列(基於陣列實現)。
- LinkedList:有序陣列(基於雙向連結串列實現)。
- Vector:物件容器,可放入不同類的物件(基於陣列實現)。
Collection與Collections
- Collection:集合類的上級介面,子介面主要有List、Set 、Queue等。
- Collections:提供對集合進行搜尋、排序、替換和執行緒安全化等操作的工具類。
二叉樹
常見二叉樹概念
-
B+樹:見資料庫部分https://blog.csdn.net/u012102104/article/details/79773362
-
平衡二叉樹(AVL樹):各個結點左右子樹深度差的絕對值不超過1。
-
哈夫曼樹:帶權路徑長度最小的二叉樹稱為最優二叉樹。哈夫曼樹構造不唯一,但所有葉子結點的帶權路徑長度之和都是最小的。
-
紅黑樹:一種自平衡二叉查詢樹,它的性質有:
- 節點是紅色或黑色。
- 根節點是黑色。
- 每個葉子節點都是黑色的空節點(NIL節點)。
- 每個紅色節點的兩個子節點都是黑色。
- 從任一節點到其每個葉子的所有路徑都包含相同數目的黑色節點。
從每個葉子到根的所有路徑上不能有兩個連續的紅色節點
二叉樹的遍歷
// 1. 先序遍歷演算法 DLR
void Preorder ( BinTree bt ) {
if ( bt ) {
visit ( bt->data );
Preorder ( bt->lchild );
Preorder ( bt->rchild );
}
}
// 2. 中序遍歷演算法 LDR
void Inorder ( BinTree bt ) {
if ( bt ) {
Inorder ( bt->lchild );
visit ( bt->data );
Inorder ( bt->rchild );
}
}
// 3. 後序遍歷 LRD
void Postorder ( BinTree bt ) {
if ( bt ) {
Postorder ( bt->lchild );
Postorder ( bt->rchild );
visit ( bt->data );
}
}
// 4. 按層次遍歷。
/* 思路:利用一個佇列,首先將根(頭指標)入佇列,以後若佇列不空則取隊頭元素 p,
如果 p 不空,則訪問之,然後將其左右子樹入佇列,如此迴圈直到佇列為空。*/
void LevelOrder ( BinTree bt ) {
// 佇列初始化為空
InitQueue ( Q );
// 根入佇列
EnQueue ( Q, bt );
// 佇列不空則繼續遍歷
while ( ! QueueEmpty(Q) ) {
DeQueue ( Q, p );
if ( p!=NULL ) {
visit ( p->data );
// 左、右子樹入佇列
EnQueue ( Q, p->lchild );
EnQueue ( Q, p->rchild );
}
}
}
// 非遞迴遍歷二叉樹一般藉助棧實現