Java中间Map List Set和其他收藏品

Map List Set和其他收藏品：

一、概述

在JAVA的util包中有两个全部集合的父接口Collection和Map,它们的父子关系：

+Collection 这个接口extends自 --java.lang.Iterable接口

├+List(接口代表有序，可反复的集合。列表）

│├ ArreyList (Class 数组。随机訪问，没有同步，线程不安全)

│├ Vector (Class 数组同步线程全)

│├ LinkedList (Class 链表插入删除没有同步线程不安全)

│└ Stack (Class)

└+Set（接口不能含反复的元素。仅接收一次并做内部排序，集）

│├ HashSet (Class）

│├ LinkedHashSet (Class）

│└ TreeSet (Class）

+Map(接口)

├ +Map(接口映射集合)

│ ├ HashMap (Class 不同步。线程不安全。除了不同和同意使用null 键值之外，与Hashtable大致同样)

│ ├ Hashtable (Class 同步，线程安全。

不同意实施null 键值)

│ ├ +SortedMap 接口

│ │ ├ TreeMap (Class)

│ ├ WeakHashMap (Class)

下面对众多接口和类的简单说明：首先不能不先说一下数组（Array）

1、效率高，但容量固定且无法动态改变。array另一个缺点是，无法推断当中实际存有多少元素，length仅仅是告诉我们array的容量。

2、Java中有一个Arrays类，专门用来操作array。

arrays中拥有一组static函数。

equals()：比較两个array是否相等。

array拥有同样元素个数，且全部相应元素两两相等。

fill()：将值填入array中。

sort()：用来对array进行排序。

binarySearch()：在排好序的array中寻找元素。

System.arraycopy()：array的复制。

一、数组Array和集合的差别：

1) 数组是大小固定的，而且同一个数组仅仅能存放类型一样的数据（基本类型/引用类型）

2) JAVA集合能够存储和操作数目不固定的一组数据。

3) 若程序时不知道到底须要多少对象，须要在空间不足时自己主动扩增容量，则须要使用容器类库，array不适用。

二 set map list的差别

都是集合接口

set －－当中的值不同意反复，无序的数据结构

list －－当中的值同意反复，由于其为有序的数据结构

map－－成对的数据结构，健值必须具有唯一性（键不能同，否则值替换）

List 按对象进入的顺序保存对象，不做排序或编辑操作。

Set对每一个对象仅仅接受一次。并使用自己内部的排序方法（通常，你仅仅关心某个元素是否属于Set,而不关心它的顺序--否则应该使用List）。

Map相同对每一个元素保存一份，但这是基于"键"的。Map也有内置的排序，因而不关心元素加入的顺序。假设加入元素的顺序对你非常重要。应该使用 LinkedHashSet或者LinkedHashMap.

Collection 是对象集合， Collection 有两个子接口 List 和 Set

List 能够通过下标 (1,2..)
来取得值，值能够反复

而 Set 仅仅能通过游标来取值。而且值是不能反复的

ArrayList 。 Vector 。 LinkedList 是 List 的实现类

ArrayList 是线程不安全的。 Vector 是线程安全的，这两个类底层都是由数组实现的

LinkedList 是线程不安全的，底层是由链表实现的

Map 是键值对集合

HashTable 和 HashMap 是 Map 的实现类

HashTable 是线程安全的，不能存储 null 值

HashMap 不是线程安全的，能够存储 null 值

三、 Collections类和Collection接口

Collections是针对集合类的一个帮助类，他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作。

Collection是最主要的集合接口。一个Collection代表一组Object。即Collection的元素（Elements）。一些 Collection同意同样的元素而还有一些不行。

一些能排序而还有一些不行。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。

　　全部实现 Collection 接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无參数的构造函数用于创建一个空的 Collection 。有一个 Collection 參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 有同样的元素。后一个构造函数同意用户复制一个 Collection 。

集合类的遍历:遍历通用Collection:

　　怎样遍历 Collection 中的每个元素？不论 Collection 的实际类型怎样，它都支持一个 iterator() 的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子就可以逐一訪问 Collection 中每个元素。

典型的使用方法例如以下：

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 按对象进入的顺序保存对象。不做排序或编辑操作。 Set 对每一个对象仅仅接受一次，并使用自己内部的排序方法 ( 通常，你仅仅关心某个元素是否属于 Set, 而不关心它的顺序--
否则应该使用 List) 。

四、 List接口，有序可反复的集合

实际上有两种List: 一种是主要的ArrayList,其长处在于随机訪问元素，还有一种是更强大的LinkedList,它并非为高速随机訪问设计的。而是具有一套更通用的方法。

List : 次序是List最重要的特点：它保证维护元素特定的顺序。List为Collection加入了很多方法。使得能够向List中间插入与移除元素（这仅仅推荐LinkedList使用。）一个List能够生成ListIterator,使用它能够从两个方向遍历List,也能够从List中间插入和移除元素。

1. ArrayList类

1) ArrayList实现了可变大小的数组。

它同意全部元素。包含null。ArrayList没有同步。

2) size。isEmpty。get，set方法执行时间为常数。可是add方法开销为分摊的常数。加入n个元素须要O(n)的时间。其它的方法执行时间为线性。

3) 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。

4) 和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

5) 由数组实现的List。同意对元素进行高速随机訪问，可是向List中间插入与移除元素的速度非常慢。ListIterator仅仅应该用来由后向前遍历ArrayList,而不是用来插入和移除元素。由于那比LinkedList开销要大非常多。

2. Vector类

　　Vector很类似ArrayList，可是Vector是同步的。

由Vector创建的Iterator，尽管和ArrayList创建的Iterator是同一接口，可是。由于Vector是同步的，当一个Iterator被创建并且正在被使用。还有一个线程改变了Vector的状态（比如，加入或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。

3. LinkedList类

　　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。例如以下列方法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法（没有在不论什么接口或基类中定义过）。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。

假设多个线程同一时候訪问一个List，则必须自己实现訪问同步。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(...));

4. 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。主要的push和pop方法，还有peek方法得到栈顶的元素。empty方法測试堆栈是否为空。search方法检測一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

使用方法：

package Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class TestList {
public static void main(String dd[]) {
// new了一个存储list
List l = new ArrayList();
// 由于Collection framework仅仅能存储对象所以new封装类
l.add(new Integer(1));
l.add(new Integer(2));
l.add(new Integer(3));
l.add(new Integer(4));
Iterator it = l.iterator();
//使用迭代器（Iterator）:
// hasNext是取值取的是当前值.他的运算过程是推断下个是否有值假设有继续.
while (it.hasNext()) {
System.out.println("iterator：Element in list is : " + it.next());
}
//用for循环和get()方法：
for (int i = 0; i < l.size(); i++) {
System.out.println("for：Element in list is : " + l.get(i));
}
}
}

LinkedList

package Test;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
public class TestLinkedList {
public static void main(String arg[]) {
LinkedList ll = new LinkedList();// 声明LinkedList并实例化
// 使用add（）方法加入元素
ll.add("a");
ll.add("b");
ll.add("c");
// 使用Iterator迭代器遍历出集合的元素并打印
Iterator it = ll.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
System.out.println("------------------");
// 向链表头和尾分别加入x和z
ll.addFirst("z");
ll.addLast("x");
// 遍历查看加入后的结果
for (Iterator i = ll.iterator(); i.hasNext();) {
System.out.println(i.next());
}
}
}

ArrayList和LinkedList的差别。

1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。

2.对于随机訪问get和set，ArrayList认为优于LinkedList，由于LinkedList要移动指针。

3.对于新增和删除操作add和remove。LinedList比較占优势，由于ArrayList要移动数据。

假设熟悉数据结构的同学，就会一下明确，ArrayList就是线性表的顺序表示，LinkedList就是线性表的链表表示。

五、 Set接口，代表无序，不可反复的集合

Set具有与Collection全然一样的接口，因此没有不论什么额外的功能，不像前面有两个不同的List。实际上Set就是Collection,仅仅是行为不同。（这是继承与多态思想的典型应用：表现不同的行为。）Set不保存反复的元素（至于怎样推断元素同样则较为负责）

Set : 存入Set的每一个元素都必须是唯一的，由于Set不保存反复元素。

增加Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有全然一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。

1. HashSet

为高速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。

2. TreeSet

保存次序的Set, 底层为树结构。使用它能够从Set中提取有序的序列。

3. LinkedHashSet

具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序（插入的次序）。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。

使用方法：

Set set=new HashSet();
String s1=new String("hello");
String s2=s1;
String s3=new String("world");
set.add(s1);
set.add(s2);
set.add(s3);
System.out.println(set.size());//打印集合中对象的数目为 2。
Set 的 add()方法是怎样推断对象是否已经存放在集合中？
boolean isExists=false;
Iterator iterator=set.iterator();
while(it.hasNext()) {
String oldStr=it.next();
if(newStr.equals(oldStr)){
isExists=true;
}
}

六、 Map接口：映射

Map没有继承Collection接口， Map 提供 key 到 value 的映射。你能够通过“键”查找“值”。

一个 Map 中不能包括同样的 key ，每一个 key 仅仅能映射一个 value 。 Map 接口提供3
种集合的视图， Map 的内容能够被当作一组 key 集合。一组 value 集合，或者一组 key-value 映射。

方法 put(Object key, Object value) 加入一个“值” ( 想要得东西 ) 和与“值”相关联的“键” (key) ( 使用它来查找 ) 。方法get(Object
key) 返回与给定“键”相关联的“值”。能够用 containsKey() 和 containsValue() 測试 Map 中是否包括某个“键”或“值”。标准的 Java 类库中包括了几种不同的 Map ： HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap 。

它们都有相同的基本接口 Map 。可是行为、效率、排序策略、保存对象的生命周期和判定“键”等价的策略等各不相同。

Map 相同对每一个元素保存一份，但这是基于 " 键"
的， Map 也有内置的排序，因而不关心元素加入的顺序。假设加入元素的顺序对你非常重要。应该使用 LinkedHashSet 或者 LinkedHashMap.

运行效率是 Map 的一个大问题。看看 get() 要做哪些事，就会明确为什么在 ArrayList 中搜索“键”是相当慢的。而这正是 HashMap 提快速度的地方。 HashMap 使用了特殊的值，称为“散列码” (hash code) ，来代替对键的缓慢搜索。“散列码”是“相对唯一”用以代表对象的int
值，它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的（在以下总结二：须要的注意的地方有更进一步探讨）。

全部 Java 对象都能产生散列码，由于 hashCode() 是定义在基类 Object 中的方法。

HashMap 就是使用对象的 hashCode() 进行高速查询的。此方法可以显著提高性能。

1. Hashtable类

　　Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。不论什么非空（non-null）的对象都可作为key或者value。Hashtable是同步的。

　　加入数据使用 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 通过初始化容量 (initial capacity) 和负载因子 (load factor) 两个參数调整性能。通常缺省的 load factor0.75 较好地实现了时间和空间的均衡。增大 load factor 能够节省空间但对应的查找时间将增大。这会影响像get
和 put 这种操作。

使用 Hashtable 的简单示比例如以下，将 1 ，2
，3 放到 Hashtable 中，他们的 key 各自是 ”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，比方 2 ，用对应的 key ：

　　　　 Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);

　　　　 System.out.println(“two=
”+ n);

　　因为作为 key 的对象将通过计算其散列函数来确定与之相应的 value 的位置，因此不论什么作为 key 的对象都必须实现 hashCode 方法和 equals 方法。

hashCode 方法和 equals 方法继承自根类 Object ，假设你用自己定义的类当作 key 的话，要相当小心，依照散列函数的定义。假设两个对象同样。即 obj1.equals(obj2)=true
，则它们的 hashCode 必须同样，但假设两个对象不同，则它们的 hashCode 不一定不同。假设两个不同对象的 hashCode 同样。这样的现象称为冲突。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。

　　假设同样的对象有不同的 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
）。要避免这样的问题，仅仅须要牢记一条：要同一时候复写 equals 方法和 hashCode 方法，而不要仅仅写当中一个。

　　 Hashtable 是同步的。

2. HashMap类

　　HashMap和Hashtable类似，也是基于hash散列表的实现。不同之处在于 HashMap是非同步的。而且同意null。即null value和null key。，可是将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。假设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。

　　 LinkedHashMap 类：类似于 HashMap ，可是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入次序。或者是近期最少使用 (LRU) 的次序。

仅仅比 HashMap 慢一点。

而在迭代訪问时发而更快。由于它使用链表维护内部次序。

3. WeakHashMap类（弱键（ weak key ））

　　WeakHashMap是一种改进的HashMap，它是为解决特殊问题设计的，它对key实行“弱引用”，假设一个key不再被外部所引用。那么该key能够被GC回收。

4. TreeMap 类

基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时。它们会被排序 ( 次序由 Comparabel 或 Comparator 决定 ) 。

TreeMap 的特点在于，你得到的结果是经过排序的。 TreeMap 是唯一的带有 subMap() 方法的 Map 。它能够返回一个子树。

5. IdentifyHashMap 类

使用 == 取代 equals() 对“键”作比較的 hash map 。

专为解决特殊问题而设计。

使用方法：

1 加入。删除操作：

Object put(Object key, Object value): 向集合中增加元素
Object remove(Object key): 删除与KEY相关的元素
void putAll(Map t): 将来自特定映像的全部元素加入给该映像
void clear(): 从映像中删除全部映射

2 查询操作：

    Object get(Object key): 获得与keywordkey相关的值

    Map集合中的键对象不同意反复，也就说，随意两个键对象通过equals()方法比較的结果都是false.

    可是能够将随意多个键独享映射到同一个值对象上。

    Conllections : 集合有用类

    Conllections提供了供JAVA集合有用的静态方法

七、怎样选择

1、容器类和Array的差别、择取

1)容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。

2)一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。

2、

1) 在各种Lists中，最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList()；

Vector总是比ArrayList慢，所以要尽量避免使用。

2) 在各种Sets中，HashSet通常优于HashTree（插入、查找）。仅仅有当须要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。

HashTree存在的唯一理由：可以维护其内元素的排序状态。

3) 在各种Maps中,HashMap用于高速查找。

4) 当元素个数固定，用Array。由于Array效率是最高的。

结论：最经常使用的是ArrayList，HashSet，HashMap。Array。并且，我们也会发现一个规律，用TreeXXX都是排序的。

注意：

1、Collection没有get()方法来取得某个元素。

仅仅能通过iterator()遍历元素。

2、Set和Collection拥有一模一样的接口。

3、List。能够通过get()方法来一次取出一个元素。

使用数字来选择一堆对象中的一个，get(0)...。

(add/get)

4、一般使用ArrayList。

用LinkedList构造堆栈stack、队列queue。

5、Map用 put(k,v) / get(k)。还能够使用containsKey()/containsValue()来检查当中是否含有某个key/value。

      HashMap会利用对象的hashCode来高速找到key。

    *     hashing

          哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值，这个值存储在一个array中。

          我们都知道全部存储结构中，array查找速度是最快的。所以，能够加速查找。

发生碰撞时。让array指向多个values。即。数组每一个位置上又生成一个梿表。

6、Map中元素，能够将key序列、value序列单独抽取出来。

使用keySet()抽取key序列，将map中的全部keys生成一个Set。

使用values()抽取value序列。将map中的全部values生成一个Collection。

为什么一个生成Set，一代Collection？这是因为，key总是唯一，value反复同意。