01--Java集合知识

一、Java集合概览

Java中集合分2大块，Collection和Map，分别代表不同功能的集合类对象，整体结构图如下：

Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set

Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

二、Colleciton

1. List特点及常用类

List里存放的对象是有序的，同时也是可以重复的，List关注的是索引，拥有一系列和索引相关的方法，查询速度快。因为往list集合里插入或删除数据时，会伴随着后面数据的移动，所有插入删除数据速度慢。

常用类有ArrayList、LinkedList、Vector（线程安全）、Stack（线程安全）。

1.1 ArrayList

ArrayList的内部实现为数组，因此，插入和删除操作效率较低（涉及到元素移位），但查询效率较高。示例代码如下：

package com.yyn.collectionandmap;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.LinkedList;

public class ListTest {

    public static void testArrayList(){
        System.out.println("####Begin ArrayList Test####");
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        for(int i=0;i<10;i++){
            list.add("a"+i%3);
        }
        list.add("a9");
        System.out.println("Original: " + list);
        System.out.println("contains test:" + list.contains("a2"));
        list.remove("a3");
        System.out.println("index of a9: " + list.indexOf("a9"));
        //对list排序，可用Colletions的静态方法
        //list.sort(new MyComparator<String>());
        Collections.sort(list, new MyComparator<String>());
        System.out.println("After sort: " + list);
        System.out.println("####End ArrayList Test####");
    }

    public static void testLinkedList(){
        LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();

    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        testArrayList();
    }

}

class MyComparator<T> implements Comparator<T>{

    public int compare(T o1, T o2) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = o1.toString().compareTo(o2.toString());
        if(result < 0)
            return -1;
        else if (result > 0)
            return 1;
        return 0;
    }
}

1.2 LinkedList

LinkedList内部实现为双向链表，因此，插入和删除效率较高（只需改变前后节点关系），但查询效率较低，适用于改动多，但查询少的场景。

LInkedList的使用方法跟ArrayList类似。

2. Queue特点及常用类

。。。。。。

3. Set特点及常用类

Set里存放的对象是无序，不能重复的，集合中的对象不按特定的方式排序，只是简单地把对象加入集合中。

Set的常用类有HashSet、TreeSet。

package com.yyn.collectionandmap;

import java.util.*;

public class ListTest {

    public static void testArrayList(){
        System.out.println("####Begin ArrayList Test####");
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        for(int i=0;i<10;i++){
            list.add("a"+i%3);
        }
        list.add("a9");
        System.out.println("Original: " + list);
        System.out.println("contains test:" + list.contains("a2"));
        list.remove("a3");
        System.out.println("index of a9: " + list.indexOf("a9"));
        //对list排序，可用Colletions的静态方法
        //list.sort(new MyComparator<String>());
        Collections.sort(list, new MyComparator<String>());
        System.out.println("After sort: " + list);
        System.out.println("####End ArrayList Test####");
    }

    public static void testLinkedList(){
        LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();

    }
    public static void testHashSet(){
        //创建一个线程同步的HashSet对象
        //Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<String>());
        Set<String> set = new HashSet<String>();
        set.add("xxx");
        set.add("yyy");
        System.out.println(set);
        set.add("xxx");
        System.out.println(set);
        //若需要对HashSet排序，直接新建一个TreeSet即可，效率较高
        TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>(set);
        System.out.println(treeSet);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //testArrayList();
        testHashSet();
    }

}

class MyComparator<T> implements Comparator<T>{

    public int compare(T o1, T o2) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int result = o1.toString().compareTo(o2.toString());
        if(result < 0)
            return -1;
        else if (result > 0)
            return 1;
        return 0;
    }
}

3.1 HashSet

HashSet中的对象是无序的，若需要进行排序，直接利用HashSet创建TreeSet即可。

3.2 TreeSet

三. Map

“集合框架”提供两种常规的 Map 实现：HashMap 和TreeMap。和所有的具体实现一样，使用哪种实现取决于您的特定需要。在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但如果您要按顺序遍历键，那么TreeMap 会更好。根据集合大小，先把元素添加到 HashMap，再把这种映射转换成一个用于有序键遍历的 TreeMap 可能更快。

实现类：HashMap、Hashtable、LinkedHashMap和TreeMap

1.HashMap

HashMap是最常用的Map，它根据键的HashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度，遍历时，取得数据的顺序是完全随机的。因为键对象不可以重复，所以HashMap最多只允许一条记录的键为Null，允许多条记录的值为Null，是非同步的

2.Hashtable

Hashtable与HashMap类似，是HashMap的线程安全版，它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable，因此也导致了Hashtale在写入时会比较慢，它继承自Dictionary类，不同的是它不允许记录的键或者值为null，同时效率较低。

3.ConcurrentHashMap

线程安全，并且锁分离。ConcurrentHashMap内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分，每个段其实就是一个小的hash table，它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。

4.LinkedHashMap

LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iteraor遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的，在遍历的时候会比HashMap慢，有HashMap的全部特性。

5.TreeMap

TreeMap实现SortMap接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序（自然顺序），也可以指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。不允许key值为空，非同步的；

四、主要实现类区别小结

1.Vector和ArrayList

1，vector是线程同步的，所以它也是线程安全的，而arraylist是线程异步的，是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素，一般用arraylist效率比较高。
2，如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，vector增长率为目前数组长度的100%，而arraylist增长率为目前数组长度的50%。如果在集合中使用数据量比较大的数据，用vector有一定的优势。
3，如果查找一个指定位置的数据，vector和arraylist使用的时间是相同的，如果频繁的访问数据，这个时候使用vector和arraylist都可以。而如果移动一个指定位置会导致后面的元素都发生移动，这个时候就应该考虑到使用linklist,因为它移动一个指定位置的数据时其它元素不移动。
ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，都允许直接序号索引元素，但是插入数据要涉及到数组元素移动等内存操作，所以索引数据快，插入数据慢，Vector由于使用了synchronized方法（线程安全）所以性能上比ArrayList要差，LinkedList使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行向前或向后遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入数度较快。

2.arraylist和linkedlist

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.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。 这一点要看实际情况的。若只对单条数据插入或删除，ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据，LinkedList的速度大大优于ArrayList. 因为ArrayList每插入一条数据，要移动插入点及之后的所有数据。

3.HashMap与TreeMap

1、 HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。
2、在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和 equals()的实现。
两个map中的元素一样，但顺序不一样，导致hashCode()不一样。
同样做测试：
在HashMap中，同样的值的map,顺序不同，equals时，false;
而在treeMap中，同样的值的map,顺序不同,equals时，true，说明，treeMap在equals()时是整理了顺序了的。

4.HashTable与HashMap

1、同步性:Hashtable是线程安全的，也就是说是同步的，而HashMap是线程序不安全的，不是同步的。
2、HashMap允许存在一个为null的key，多个为null的value 。
3、hashtable的key和value都不允许为null。