Java常用集合类及其区别

时间：2021-04-10 16:59:20

面试时时被集合类各种虐，现在就来总结一下Java的集合类及其区别。


Java集合框架的基本接口、类层级结果如下:

java.util.Collection[接口]

  --java.util.List[接口]

      --java.util.AarrayList

      --java.util.LinkedList

  --java.util.Vector

    --java.util.Stack

  --java.util.Set[接口]

    --java.util.HashSet

    --java.util.SortedSet[接口]

    --java.util.TreeSet

  --java.util.Queue

java.util.Map[接口]

  --java.util.SortedMap[接口]

    --java.util.TreeMap

  --java.util.HashMap

  --java.util.HashTable

  --java.util.LinkedHashMap

  --java.util.WeakHashMap


1.Collection

    是最基本的集合类型，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共的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。

若要检查Collection中的元素，可以使用foreach进行遍历，也可以使用迭代器，Collection支持iterator()方法，通过该方法可以访问Collection中的每一个元素。用法如下：

Iterator it=collection.iterator();
while(it.hasNext()){
   Object obj=it.next();
}
Set和List是由Collection派生的两个接口


1.1 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。用户能够使用索引的位置来访问List中的元素，类似于Java数组。
List允许有相同的元素存在。
除了具有Collection接口必备的的iterator()方法外，还提供了listIterator()方法，放回一个  ListIterator接口。
实现List接口的常用类有LinkedList、ArrayList、Vector和Stack

1.1.1 LinkedList类

   LinkedList实现了List类接口，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）
LinkedList没有同步方法。如果多个线程想访问同一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决办法是在创建List时构造一个同步的List：
List list=Collection。synchronizedList（new LinkedList（...））

1.1.2 AyyayList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（Capactity），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，在插入之前可以调用ensureCapacity()方法来增加ArrayList容量已提高插入效率

1.2Vector类

Vector非常类似ArrayList，当时Vector是同步的。由Vector创建的iterator，虽然和ArrayLsit创建的iterator是同一接口，但是，因为Vector是同步的，当一个iterator被创建而且这在被使用，另一个线程改变了Vector状态，这时调用iterator的方法时将抛出 ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。

1.3 Stack类

    Stack继承自Vector，实现了一个后进先出的堆栈。Stack提供了5个额外的方法使得Vector得以被当做堆栈使用。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，serach方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。


1.4 Set接口

   Set是一种不包含重复元素的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。如果一个Set中的可变元素改变了自身的状态导致Object.equals(Object)=true将导致一些问题

1.4.1 HashSet

   HashSet调用对象的hashCode(),获得哈希码，然后在集合中计算存放对象的位置。通过比较哈希码与equals()方法来判别是否重复。所以，重载了equals()方法同时也要重载hashCode();

1.4.2 TreeSet

TreeSet 继承SortedSet接口，能够对集合中对象排序。默认排序方式是自然排序，但该方式只能对实现了Comparable接口的对象排序，java中对Integer、Byte、Double、Character、String等数值型和字符型对象都实现了该接口。


2 Map接口

      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接口提供了3中集合的视图，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。

2.1 HashTable类

   HashTable继承Map接口，实现了一个key--value映射的哈希表。任何非空的对象都可作为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 caoacity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。增大了load factor可以节省空间但相应的查找时间将增大，这回影响像get和put这样的操作
HashTable是同步的

2.2 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，其迭子操作时间开销和HahMap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的初始化容量设的过高，或者load factor过低

2.3 WeakHashMap类

WeakHashMap是一种改进的HashMap，他对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





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