各种List、Map、Set的比較

前言：Java中用不同的数据结构（哈希表/动态数组/平衡树/链表）实现了不同的集合接口（List/Map/Set）。大多数情况下，集合类被用于不须要线程安全地环境，所以后来的集合实现都没有再採用同步以便执行更快，而之前老的实现如Vector、HashSet则保留了同步特性。

List：List接口继承自Collection，是有序的（有序与排序不同，有序是指集合中元素保持插入时的顺序，而排序是指按对象大小安排位置）。

1.【动态数组】ArrayList：擅长随机元素訪问。使用数组存储。ArrayList会比Vector快，他是非同步的，假设设计涉及到多线程。还是用Vector比較好一些。

优势在于动态的增长数组，很适合初始时总长度未知的情况下使用。实现了可变大小的数组。它同意全部元素，包含null。 每一个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加入新元素而自己主动添加。可是增长算法并未定义。当须要插入大量元素时，在插入前能够调用ensureCapacity方法来添加ArrayList的容量以提高插入效率；

2.【动态数组】Vector：其方法都是同步的。除非须要同步的场合。否则基本被其同门师弟ArrayList替代；

3.【动态数组】Stack：实现了先入后出（FILO）。这样的特性比較特殊，所以在新的集合库中没有直接相应的类。

4.【链表】LinkedList：双向列表存储，优势在于在中间位置插入和删除操作，速度是最快的。LinkedList实现了List接口，同意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）；

Map：Map中的键是绝对不能反复的，实现了Map接口的集合类能够用来高速检索数据。建议使用不可变类作为Map的key（原因见下HashSet表述）。

1.【哈希表】HashMap：Map中訪问速度最快。是Hashtable的轻量级实现（非线程安全的实现）。他们都完毕了Map接口。主要差别在于HashMap同意空（null）键值（key）,由于非线程安全，效率上可能高于Hashtable。同意将null作为一个entry的key或者value，而Hashtable不同意。

把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsvalue和containsKey。由于contains方法easy让人引起误解。

当我们将键值对传递给 put ()方法时，它调用键对象的
hashCode ()方法来计算 hashcode，让后找到 bucket 位置来储存值对象。

当获取对象时。通过键对象的 equals ()方法找到正确的键值对。然后返回值对象。

2.【哈希表】LinkedHashMap：是有序的（即依照插入顺序排列）；

3.【哈希表】IdentityHashMap:

4.【哈希表】Hashtable：其方法都是同步的，除非须要同步的场合，否则基本被其同门师弟HashMap替代。继承自Dictionary类，而HashMap是Java1.2引进的Map interface的一个实现。其方法是Synchronize的，而HashMap不是。在多个线程訪问Hashtable时。不须要自己为它的方法实现同步，而HashMap 就必须为之提供外同步（假设是ArrayList：List lst = Collections.synchronizedList(new ArrayList());假设是HashMap：Map
map = Collections.synchronizedMap(new HashMap());）。

Hashtable和HashMap採用的hash/rehash算法都大概一样。所以性能不会有非常大的差异；

5.【平衡树】TreeMap：实现了SortedMap。能够提供排序功能。

6.SortedMap：由TreeMap实现。元素是排序的。其键值对按键的升序排列，依照Map.Entry中key来排序。

Set：Set和Collection最大的差别是Set不能有反复的元素，而Collection能够。

建议使用不可变类作为set的元素（原因见下HashSet表述）。

1.【哈希表】HashSet：Set中訪问速度最快。原则上Set不能有反复的元素，但如果HashSet插入不同元素后，又将2个元素改成相同值也能够（这样的属于没有定义行为。即Set的各个实现能够自行处理这样的情况，能够报异常也能够如HashSet般不闻不问，可是这样的没有定义行为应尽量避免，而避免的方法就是使得插入的元素不可改动，也即使得元素为不可变类，Map也有相同问题）。

2.【哈希表】LinkedHashSet：是有序的（即依照插入顺序排列）；

3.【平衡树】TreeSet：实现了SortedSet。能够提供排序功能；

4.SortedSet：由TreeSet实现，元素是排序的，按升序排列的（排序与有序不同。见上述）。

小结：对于查找、插入和删除，哈希表的平均性能优于平衡树，由于对于查找而言后者要在平衡树的分支中不断查找，对于增删后者要不断调整数结构以维持平衡。

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Iterator和ListIterator的差别​：

- ListIterator有add()方法。能够向List中加入对象，而Iterator不能；

- ListIterator和Iterator都有hasNext()和next()方法，能够实现顺序向后遍历。可是ListIterator有hasPrevious()和previous()方法，能够实现逆向（顺序向前）遍历。

Iterator就不能够；

- ListIterator能够定位当前的索引位置，nextIndex()和previousIndex()能够实现。Iterator没有此功能。

- 都可实现删除对象，可是ListIterator能够实现对象的改动，set()方法能够实现。

Iierator仅能遍历，不能改动。

Hashmap怎样同步。有两种选择：​

- 使用Collections.synchronizedMap（..）来同步HashMap。

- 使用ConcurrentHashMap，首选是使用ConcurrentHashMap，这是由于我们不须要锁定整个对象。以及通过ConcurrentHashMap分区地图来获得锁。​

IdentityHashMap和HashMap的差别​：

- 在HashMap中假设两个元素是相等的。则key1.equals(key2)​；

- 在IdentityHashMap中假设两个元素是相等的，则key1 == key2。

小结：Iterator是全部集合间的粘合剂，长处在于被全部集合类型所支持，能够编写通用的代码。

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选择不同数据结构的关注点：查询、插入、删除、元素的唯一性、元素的次序、元素是否有必须定义的方法、线程安全性