JAVA 常用集合接口List、Set、Map总结

java中频繁使用List、Set、Map接口，将其总结如下

它们的继承与实现关系如下：

Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

某文章的摘录，转载http://blog.csdn.net/dotnetdesigner/archive/2007/11/08/1874605.aspx

Collection接口
　　Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些 Collection允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接继承自Collection的类，Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
　　所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个 Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection，这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection。
　　如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下：
　　　　Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子
　　　　while(it.hasNext()) {
　　　　　　Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
　　　　}
　　由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

List接口
　　List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。
和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。
　　除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个 ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。
　　实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList类
　　LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在 LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。
　　注意LinkedList没有同步方法。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
　　　　List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

ArrayList类
　　ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。
size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。
　　每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。
　　和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

Vector类
　　Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator，虽然和ArrayList创建的 Iterator是同一接口，但是，因为Vector是同步的，当一个Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。

Stack 类
　　Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop 方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

Set接口
　　Set是一种不包含重复的元素的Collection，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。
　　很明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection参数不能包含重复的元素。
　　请注意：必须小心操作可变对象（Mutable Object）。如果一个Set中的可变元素改变了自身状态导致Object.equals(Object)=true将导致一些问题。

Map接口
　　请注意，Map没有继承Collection接口，Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key，每个key只能映射一个 value。Map接口提供3种集合的视图，Map的内容可以被当作一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。

Hashtable类
　　Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象都可作为key或者value。
　　添加数据使用put(key, value)，取出数据使用get(key)，这两个基本操作的时间开销为常数。
Hashtable通过initial capacity和load factor两个参数调整性能。通常缺省的load factor 0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get和put这样的操作。
使用Hashtable的简单示例如下，将1，2，3放到Hashtable中，他们的key分别是”one”，”two”，”three”：
　　　　Hashtable numbers = new Hashtable();
　　　　numbers.put(“one”, new Integer(1));
　　　　numbers.put(“two”, new Integer(2));
　　　　numbers.put(“three”, new Integer(3));
　　要取出一个数，比如2，用相应的key：
　　　　Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
　　　　System.out.println(“two = ” + n);
　　由于作为key的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的value的位置，因此任何作为key的对象都必须实现hashCode和equals方法。hashCode和equals方法继承自根类Object，如果你用自定义的类当作key的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象相同，即obj1.equals(obj2)=true，则它们的hashCode必须相同，但如果两个对象不同，则它们的hashCode不一定不同，如果两个不同对象的hashCode相同，这种现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的hashCode()方法，能加快哈希表的操作。
　　如果相同的对象有不同的hashCode，对哈希表的操作会出现意想不到的结果（期待的get方法返回null），要避免这种问题，只需要牢记一条：要同时复写equals方法和hashCode方法，而不要只写其中一个。
　　Hashtable是同步的。

HashMap类
　　HashMap和Hashtable类似，不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即null value和null key。，但是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap 的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load factor过低。

WeakHashMap类
　　WeakHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行“弱引用”，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收。

总结
　　如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。
　　如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
　　要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
　　尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。

接下来针对几个常用的HashMap案例说明。HashMap实现快速查找，TreeMap实现的是有序

package list;  

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;  

public class MapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Employee> staff = new HashMap<String, Employee>();
        staff.put("144-25-5464", new Employee("Amy"));
        staff.put("567-24-2546", new Employee("Harry"));
        staff.put("157-62-7935", new Employee("Gray"));
        staff.put("456-62-5527", new Employee("France"));
        System.out.println(staff);  

        staff.remove("567-24-2546");//删除
        System.out.println(staff);  

        staff.put("456-62-5527", new Employee("Bob"));//替换
        System.out.println(staff);  

        System.out.println(staff.get("157-62-7935"));//查询  

        //取得map中所有的key和value
        for(Map.Entry<String, Employee> entry : staff.entrySet()) {
            String key = entry.getKey();
            Employee value = entry.getValue();
            System.out.println("key=" + key + ", value=" + value + "");
        }  

        //取得map中所有的key
        Set<String> keys = staff.keySet();
        for(String key : keys) {
            System.out.println(key);
        }  

        //取得map中所有的value
        Collection<Employee> values = staff.values();
        for(Employee value : values) {
            System.out.println(value);
        }
    }
}  

class Employee {
    public Employee(String n) {
        name = n;
        salary = 0;
    }  

    public String toString() {
        return "[name=" + name + ", salary=" + salary + "]";
    }  

    private String name;
    private double salary;
}  

看到的非常不错的一片关于map三种遍历方法的文章

如何简便的遍历Map
你是否已经对每次从Map中取得关键字然后再取得相应的值感觉厌倦？

使用JDK5的增强for循环，来遍历Map,简单多了，比Map.Entry还方便。
看代码：
Java代码  收藏代码
for (String key : map.keySet()) {
    System.out.println(key + " : " + map.get(key));
}  

最罗嗦遍历Map的方法：

Java代码  收藏代码
Set keys = map.keySet( );
if(keys != null) {
Iterator iterator = keys.iterator( );
while(iterator.hasNext( )) {
Object key = iterator.next( );
Object value = map.get(key);
;....
;}  

使用Map.Entry类，你可以得到在同一时间得到所有的信息。
Map类提供了一个称为entrySet()的方法，这个方法返回一个Map.Entry实例化后的 对象集。接着，Map.Entry类提供了一个getKey()方法和一个getValue()方法，因此，上面的代码可以被组织得更符合逻辑。
Map.Entry同时也提供了一个setValue（）方法

Java代码  收藏代码
private void a(){
    Map<String, String> values = new HashMap();
    for (Map.Entry entry : values.entrySet()) {
        Object key = entry.getKey( );
        Object value = entry.getValue();
    }
}  

package com.mySample;
import java.util.*;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        List<Student> stu = new ArrayList<Student>();
        Student stu1 = new Student(1,"zhangsan");
        Student stu2 = new Student(2,"lisi");
        stu.add(stu1);
        stu.add(stu2);
//        System.out.println(stu.size());
//        System.out.println(stu.get(1));
//        System.out.println(stu.get(1).getName());
//        System.out.println(stu.get(1).getStudentId());

        Iterator iter = stu.iterator();
//        while(iter.hasNext()){
//            Student te = (Student)iter.next();
//            System.out.println(te.getName()+" "+te.getStudentId());
//        }
//        for(Student i:stu){
//            System.out.println(i.getName()+" "+i.getStudentId());
//        }

        Map<String,Student> map = new HashMap();
        map.put("a", new Student(1,"lisi"));
        map.put("b", new Student(2,"zhangsan"));
        map.put("c", new Student(3,"wanger"));
        System.out.println(map.size());

        //for-each 遍历
        for(String key :map.keySet()){
            System.out.println(key+"   "+map.get(key).getName()+"   "+map.get(key).getStudentId());
        }

        //Iterator 遍历
        Set keys = map.keySet();
        Iterator iter1= keys.iterator();
        while(iter1.hasNext()){
            String key = (String)iter1.next();
            System.out.println(key+"    "+map.get(key).getStudentId()+"   "+map.get(key).getClass().toString());
        }

        //Map.Entry遍历map.entrySet()
        for(Map.Entry<String, Student> value : map.entrySet()){
            String key = value.getKey();
            Student stuVar = (Student)value.getValue();
            System.out.println(key);
            System.out.println(stuVar.getStudentId()+"   "+stuVar.getName());
        }
}
}

map最重要的或许就是掌握三种遍历方法