Java集合类具体解释

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 集合类说明及差别
Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

Collection接口
　　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。
　　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接口
　　List是有序的Collection，使用此接口可以精确的控制每一个元素插入的位置。用户可以使用索引（元素在List中的位置，相似于数组下标）来訪问List中的元素，这相似于Java的数组。
和以下要提到的Set不同，List同意有同样的元素。
　　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，同意加入�，删除，设定元素， 还能向前或向后遍历。
　　实现List接口的经常使用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

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。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(...));

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

Vector类
　　Vector很相似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。

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。

Set接口
　　Set是一种不包括反复的元素的Collection，即随意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。
　　非常明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection參数不能包括反复的元素。
　　请注意：必须小心操作可变对象（Mutable Object）。假设一个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。

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。
　　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initial capacity和load factor两个參数调整性能。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和equals方 法。hashCode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，假设两个对象相 同，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，如 果两个不同对象的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。

HashMap类
　　HashMap和Hashtable相似，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。

WeakHashMap类
　　WeakHashMap是一种改进的HashMap，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。

总结
　　假设涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于须要高速插入，删除元素，应该使用LinkedList，假设须要高速随机訪问元素，应该使用ArrayList。
　　假设程序在单线程环境中，或者訪问只在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，假设多个线程可能同一时候操作一个类，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，这样假设以后须要将ArrayList换成LinkedList时，client代码不用改变。这就是针对抽象编程。

同步性
Vector是同步的。这个类中的一些方法保证了Vector中的对象是线程安全的。而ArrayList则是异步的，因此ArrayList中的对象并 不是线程安全的。由于同步的要求会影响运行的效率，所以假设你不须要线程安全的集合那么使用ArrayList是一个非常好的选择，这样能够避免由于同步带 来的不必要的性能开销。
数据增长
从内部实现机制来讲ArrayList和Vector都是使用数组(Array)来控制集合中的对象。当你向这两种类型中添加�元素的时候，假设元素的数目 超出了内部数组眼下的长度它们都须要扩展内部数组的长度，Vector缺省情况下自己主动增长原来一倍的数组长度，ArrayList是原来的50%,所以最 后你获得的这个集合所占的空间总是比你实际须要的要大。所以假设你要在集合中保存大量的数据那么使用Vector有一些优势，由于你能够通过设置集合的初 始化大小来避免不必要的资源开销。
使用模式
在ArrayList和Vector中，从一个指定的位置（通过索引）查找数据或是在集合的末尾添加�、移除一个元素所花费的时间是一样的，这个时间我们用 O(1)表示。可是，假设在集合的其它位置添加�或移除元素那么花费的时间会呈线形增长：O(n-i)，当中n代表集合中元素的个数，i代表元素添加�或移除 元素的索引位置。为什么会这样呢？以为在进行上述操作的时候集合中第i和第i个元素之后的全部元素都要运行位移的操作。这一切意味着什么呢？
这意味着，你仅仅是查找特定位置的元素或仅仅在集合的末端添加�、移除元素，那么使用Vector或ArrayList都能够。假设是其它操作，你最好选择其它 的集合操作类。比方，LinkList集合类在添加�或移除集合中不论什么位置的元素所花费的时间都是一样的?O(1)，但它在索引一个元素的使用缺比較慢 －O(i),当中i是索引的位置.使用ArrayList也非常easy，由于你能够简单的使用索引来取代创建iterator对象的操作。LinkList也 会为每一个插入的元素创建对象，全部你要明确它也会带来额外的开销。
最后，在《Practical Java》一书中Peter Haggar建议使用一个简单的数组（Array）来取代Vector或ArrayList。尤其是对于运行效率要求高的程序更应如此。由于使用数组 (Array)避免了同步、额外的方法调用和不必要的又一次分配空间的操作。

相互差别

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。假设不考虑到线程的安全因素，一般用

arraylist效率比較高。
2，假设集合中的元素的数目大于眼下集合数组的长度时，vector增长率为眼下数组长度的100%,而arraylist增长率为眼下数组长度

的50%.如过在集合中使用数据量比較大的数据，用vector有一定的优势。
3，假设查找一个指定位置的数据，vector和arraylist使用的时间是同样的，都是0(1),这个时候使用vector和arraylist都能够。而

假设移动一个指定位置的数据花费的时间为0(n-i)n为总长度，这个时候就应该考虑到使用linklist,由于它移动一个指定位置的数据

所花费的时间为0(1),而查询一个指定位置的数据时花费的时间为0(i)。

ArrayList 和Vector是採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添加�和插入元素，都同意直接序号索引元素，可是插入数据要设计到数组元素移动 等内存操作，所以索引数据快插入数据慢，Vector因为使用了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，按序号索引数据须要进行向前或向后遍历，可是插入数据时仅仅须要记录本项的前后项就可以，所以插入数度较快！

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。
    这一点要看实际情况的。若仅仅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. 由于ArrayList每插入一条数据，要移动插入点及之后的全部数据。

HashMap与TreeMap
        (注)
       文章出处：http://www.diybl.com/course/3_program/java/javaxl/200875/130233.html

       1、HashMap通过hashcode对其内容进行高速查找，而TreeMap中全部的元素都保持着某种固定的顺序，假设你须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）。

HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。

        2、  HashMap通过hashcode对其内容进行高速查找，而TreeMap中全部的元素都保持着某种固定的顺序，假设你须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）。集合框架”提供两种常规的Map实现：HashMap和TreeMap (TreeMap实现SortedMap接口)。

         3、在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但假设您要按自然顺序或自己定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求加入�的键类明白定义了hashCode()和 equals()的实现。　　这个TreeMap没有调优选项，由于该树总处于平衡状态。

      结过研究，在原作者的基础上我还发现了一点，二树map一样，但顺序不一样，导致hashCode()不一样。
      相同做測试：
      在hashMap中，相同的值的map,顺序不同，equals时，false;
      而在treeMap中，相同的值的map,顺序不同,equals时，true，说明，treeMap在equals()时是整理了顺序了的。

hashtable与hashmap

一.历史原因:Hashtable是基于陈旧的Dictionary类的，HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现

二.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

三.值：仅仅有HashMap能够让你将空值作为一个表的条目的key或value