(7)Java数据结构--集合map,set,list详解

MAP,SET,LIST,等JAVA中集合解析(了解) - clam_clam的专栏 - CSDN博---有颜色，
　　http://blog.csdn.net/clam_clam/article/details/6645021
JAVA中集合map,set,list详解 - jzhf2012的专栏 - CSDN博客
　　http://blog.csdn.net/jzhf2012/article/details/8465742
Java中Map,List和Set的集合 - 毛毛虫的专栏 - CSDN博客--简明扼要-引人深入
　　http://blog.csdn.net/u013266600/article/details/49783725

　　

在JAVA的util包中有两个所有集合的父接口Collection和Map,它们的父子关系：    

    java.util
        +Collection 这个接口extends自 --java.lang.Iterable接口
           +List 接口 
              -ArrayList 类
              -LinkedList 类
              -Vector 类     此类是实现同步的

           +Queue 接口
              +不常用，在此不表.

           +Set 接口
              +SortedSet 接口
                 -TreeSet 类
              -HashSet

        +Map 接口
          -HashMap 类 (除了不同步和允许使用 null 键/值之外,与 Hashtable 大致相同.)
          -Hashtable 类 此类是实现同步的,不允许使用 null 键值
          +SortedMap 接口
             -TreeMap 类

          以下对众多接口和类的简单说明：首先不能不先说一下数组（Array）

 一、Array ， Arrays

Java所有“存储及随机访问一连串对象”的做法，array是最有效率的一种。

1、
效率高，但容量固定且无法动态改变。
array还有一个缺点是，无法判断其中实际存有多少元素，length只是告诉我们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()：比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所有对应元素两两相等。
　　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。

二、Collection ， Map

若撰写程序时不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库，array不适用。

1、Collection 和 Map 的区别

容器内每个为之所存储的元素个数不同。
Collection类型者，每个位置只有一个元素。
Map类型者，持有 key-value pair，像个小型数据库。

2、Java2容器类类库的用途是“保存对象”，它分为两类，各自旗下的子类关系

Collection
       --List：将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
             --ArrayList / LinkedList / Vector
       --Set ： 不能含有重复的元素
             --HashSet /TreeSet
Map
       --HashMap
    --HashTable
    --TreeMap

　Map----一组成对的“键值对”对象，即其元素是成对的对象，最典型的应用就是数据字典，并且还有其它广泛的应用。另外，Map可以返回其所有键组成的Set和其所有值组成的Collection，或其键值对组成的Set，并且还可以像数组一样扩展多维Map，只要让Map中键值对的每个“值”是一个Map即可。

　Collection下 1.迭代器

　　迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小。

　　Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动：

　　(1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素。注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。

　　(2) 使用next()获得序列中的下一个元素。

　　(3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。

　　(4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。

　　Iterator是Java迭代器最简单的实现，为List设计的ListIterator具有更多的功能，它可以从两个方向遍历List，也可以从List中插入和删除元素。

　　2.List的功能方法

　　List(interface): 次序是List最重要的特点；它确保维护元素特定的顺序。List为Collection添加了许多方法，使得能够向List中间插入与移除元素(只推荐LinkedList使用)。一个List可以生成ListIterator，使用它可以从两个方向遍历List，也可以从List中间插入和删除元素。

　　ArrayList: 由数组实现的List。它允许对元素进行快速随机访问，但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。ListIterator只应该用来由后向前遍历ArrayList，而不是用来插入和删除元素，因为这比LinkedList开销要大很多。

　　LinkedList: 由列表实现的List。对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除得开销不大，随机访问则相对较慢(可用ArrayList代替)。它具有方法addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、removeLast()，这些方法(没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

　　3.Set的功能方法

　　Set(interface): 存入Set的每个元素必须是唯一的，这也是与List不同的，因为Set不保存重复元素。加入Set的Object必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。

　　HashSet: HashSet能快速定位一个元素，存入HashSet的对象必须定义hashCode()。

　　TreeSet: 保持次序的Set，底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。

　　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。

　　HashSet采用散列函数对元素进行排序，这是专门为快速查询而设计的；TreeSet采用红黑树的数据结构进行排序元素；LinkedHashSet内部使用散列以加快查询速度，同时使用链表维护元素的次序，使得看起来元素是以插入的顺序保存的。需要注意的是，生成自己的类时，Set需要维护元素的存储顺序，因此要实现Comparable接口并定义compareTo()方法。

3、其他特征

*     List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别。
*     Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。
      继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，这些才可被实例化。
*     vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。

三、Collections

Collections是针对集合类的一个帮助类。提供了一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程完全化等操作。
相当于对Array进行类似操作的类——Arrays。
如，Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。
       Collections.sort(List list); 对list中元素排序

四、如何选择？

1、容器类和Array的区别、择取
      *     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。
      *     一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。

2、
     *     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。
     *     在各种Sets中，HashSet通常优于HashTree（插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。
        HashTree存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。
     *     在各种Maps中
        HashMap用于快速查找。
     *     当元素个数固定，用Array，因为Array效率是最高的。

结论：最常用的是ArrayList，HashSet，HashMap，Array。而且，我们也会发现一个规律，用TreeXXX都是排序的。

下面代码附上以供参考

public class TestApp {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        //List-->数组  
        List<String> list = new ArrayList<String>();  
        list.add("蹇伟");  
        list.add("Jerval");  
        list.add("杰威");  
        Object[] objects = list.toArray();//返回Object数组  
        System.out.println("objects:"+Arrays.toString(objects));  
        String[] strings1 = new String[list.size()];  
        list.toArray(strings1);//将转化后的数组放入已经创建好的对象中  
        System.out.println("strings1:"+Arrays.toString(strings1));  
        String[] strings2 = list.toArray(new String[0]);//将转化后的数组赋给新对象  
        System.out.println("strings2:"+Arrays.toString(strings2));  
        //数组-->List  
        String[] ss = {"JJ","KK"};  
        List<String> list1 = Arrays.asList(ss);  
        List<String> list2 = Arrays.asList("AAA","BBB");  
        System.out.println(list1);  
        System.out.println(list2);  
        //List-->Set  
        List<String> list3 = new ArrayList<String>(new HashSet<String>());   
        //Set-->List  
        Set<String> set = new HashSet<String>(new ArrayList<String>());  
        //数组-->Set  
        String[] strs = {"AA","BB"};  
        Set<String> set2 = new HashSet<String>(Arrays.asList(strs));  
        System.out.println(set2);  
        //Set-->数组  
        Set<String> set3 = new HashSet<String>(Arrays.asList("PP","OO"));  
        String[] strSet = new String[set3.size()];  
        set3.toArray(strSet);  
        System.out.println(Arrays.toString(strSet));  
        //Map操作  
        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();  
        map.put("YYY", "UUU");  
        map.put("RRR", "TTT");  
        // 将键转化为Set    
        Set<String> mapKeySet = map.keySet();  
        // 将值转化为Set    
        Set<String> mapValuesSet = new HashSet<String>(map.values());  
        // 将值转化为List    
        List<String> mapValuesList = new ArrayList<String>(map.values());  
  
    }  
}  

java如何遍历map

package test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class TestMap {

    //循环遍历map的方法
    public static void main(String[] args) {
    Map<String, Integer> tempMap = new HashMap<String, Integer>();
    tempMap.put("a", 1);
    tempMap.put("b", 2);
    tempMap.put("c", 3);
    // JDK1.4中
    // 遍历方法一 hashmap entrySet() 遍历
    System.out.println("方法一");
    Iterator it = tempMap.entrySet().iterator();
    while (it.hasNext()) {
    Map.Entry entry = (Map.Entry) it.next();
    Object key = entry.getKey();
    Object value = entry.getValue();
    System.out.println("key=" + key + " value=" + value);
    }
    System.out.println("");
    // JDK1.5中,应用新特性For-Each循环
    // 遍历方法二
    System.out.println("方法二");
    for (Map.Entry<String, Integer> entry : tempMap.entrySet()) {
    String key = entry.getKey().toString();
    String value = entry.getValue().toString();
    System.out.println("key=" + key + " value=" + value);
    }
    System.out.println("");

    // 遍历方法三 hashmap keySet() 遍历
    System.out.println("方法三");
    for (Iterator i = tempMap.keySet().iterator(); i.hasNext();) {
    Object obj = i.next();
    System.out.println(obj);// 循环输出key
    System.out.println("key=" + obj + " value=" + tempMap.get(obj));
    }
    for (Iterator i = tempMap.values().iterator(); i.hasNext();) {
    Object obj = i.next();
    System.out.println(obj);// 循环输出value
    }
    System.out.println("");

    // 遍历方法四 treemap keySet()遍历
    System.out.println("方法四");
    for (Object o : tempMap.keySet()) {
    System.out.println("key=" + o + " value=" + tempMap.get(o));
    }
    System.out.println("11111");

    // java如何遍历Map <String, ArrayList> map = new HashMap <String,
    // ArrayList>();
    System.out
    .println("java 遍历Map <String, ArrayList> map = new HashMap <String, ArrayList>();");
    Map<String, ArrayList> map = new HashMap<String, ArrayList>();
    Set<String> keys = map.keySet();
    Iterator<String> iterator = keys.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
    String key = iterator.next();
    ArrayList arrayList = map.get(key);
    for (Object o : arrayList) {
    System.out.println(o + "遍历过程");
    }
    }
    System.out.println("2222");
    Map<String, List> mapList = new HashMap<String, List>();
    for (Map.Entry entry : mapList.entrySet()) {
    String key = entry.getKey().toString();
    List<String> values = (List) entry.getValue();
    for (String value : values) {
    System.out.println(key + " --> " + value);
    }
    }
    }
}

注意：

1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。
2、Set和Collection拥有一模一样的接口。
3、List，可以通过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)，还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。
      HashMap会利用对象的hashCode来快速找到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。
          我们都知道所有存储结构中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。
      
          发生碰撞时，让array指向多个values。即，数组每个位置上又生成一个梿表。

6、Map中元素，可以将key序列、value序列单独抽取出来。
  使用keySet()抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。
  使用values()抽取value序列，将map中的所有values生成一个Collection。

  为什么一个生成Set，一个生成Collection？那是因为，key总是独一无二的，value允许重复。

Collection List Set Map 区别记忆
    这些都代表了Java中的集合，这里主要从其元素是否有序，是否可重复来进行区别记忆，以便恰当地使用，当然还存在同步方面的差异。
    有序否  允许元素重复否
    Collection 否 是
    List 是 是
    AbstractSet 否 否 
    HashSet 否 否 
    TreeSet 是（用二叉树排序） 否 
    AbstractMap 否 使用key-value来映射和存储数据，Key必须惟一，value可以重复 
    HashMap 否 使用key-value来映射和存储数据，Key必须惟一，value可以重复 
    TreeMap 是（用二叉树排序） 使用key-value来映射和存储数据，Key必须惟一，value可以重复

    List 接口对Collection进行了简单的扩充，它的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。你可以将任何东西放到一个List容器 中，并在需要时从中取出。ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储，因此它的随机访问速度极快，而LinkedList的内 部实现是链表，它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。在具体应用时可以根据需要自由选择。前面说的Iterator只能对容器进行向前遍历，而 ListIterator则继承了Iterator的思想，并提供了对List进行双向遍历的方法。

    Set接口也是 Collection的一种扩展，而与List不同的时，在Set中的对象元素不能重复，也就是说你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常 用具体实现有HashSet和TreeSet类。HashSet能快速定位一个元素，但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方 法，它使用了前面说过的哈希码的算法。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放，这就要求你放入其中的对象是可排序的，这就用到了集合框架提供的另外 两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的，它就应该实现Comparable接口。有时多个类具有相同的排序算法，那就 不需要在每分别重复定义相同的排序算法，只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类：Collections和 Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法，Arrays则是对一 个数组进行类似的操作。

      Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器，而一个值对象又可以是一个Map，依次类推，这样就可 形成一个多级映射。对于键对象来说，像Set一样，一个Map容器中的键对象不允许重复，这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样，那你想得 到那个键对象所对应的值对象时就有问题了，可能你得到的并不是你想的那个值对象，结果会造成混乱，所以键的唯一性很重要，也是符合集合的性质的。当然在使 用过程中，某个键所对应的值对象可能会发生变化，这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一 个值对象上，这不会发生任何问题（不过对你的使用却可能会造成不便，你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象）。Map有两种比较常用的实现： HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希码的算法，以便快速查找一个键，TreeMap则是对键按序存放，因此它便有一些扩展的方 法，比如firstKey(),lastKey()等，你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单，用pub (Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象

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Set,List,Map的区别

java集合的主要分为三种类型：

• Set（集）
• List（列表）
• Map（映射）

要深入理解集合首先要了解下我们熟悉的数组：

数组是大小固定的，并且同一个数组只能存放类型一样的数据（基本类型/引用类型），而JAVA集合可以存储和操作数目不固定的一组数据。

 所有的JAVA集合都位于 java.util包中！ JAVA集合只能存放引用类型的的数据，不能存放基本数据类型。

简单说下集合和数组的区别：(参考文章：《Thinking In Algorithm》03.数据结构之数组)

世间上本来没有集合,(只有数组参考C语言)但有人想要,所以有了集合
有人想有可以自动扩展的数组,所以有了List
有的人想有没有重复的数组,所以有了set
有人想有自动排序的组数,所以有了TreeSet,TreeList,Tree**

而几乎有有的集合都是基于数组来实现的.
因为集合是对数组做的封装,所以,数组永远比任何一个集合要快

但任何一个集合,比数组提供的功能要多

一：数组声明了它容纳的元素的类型，而集合不声明。这是由于集合以object形式来存储它们的元素。

二：一个数组实例具有固定的大小，不能伸缩。集合则可根据需要动态改变大小。

三：数组是一种可读/可写数据结构－－－没有办法创建一个只读数组。然而可以使用集合提供的ReadOnly方法，以只读方式来使用集合。该方法将返回一个集合的只读版本。