Map、Set、List集合差异及联系详解

前言：

数组Array和集合的区别：

一、数组是大小固定的，而且同一个数组只能存放类型同样的数据（基本类型/引用类型）

二、JAVA集合能够存储和操做数目不固定的一组数据。

三、若程序时不知道究竟须要多少对象，须要在空间不足时自动扩增容量，则须要使用容器类库，array不适用。　

注：使用相应的toArray()和Arrays.asList()方法能够相互转换。

集合：

集合类存放于Java.util包中。

集合类存放的都是对象的引用，而非对象自己，出于表达上的便利，咱们称集合中的对象就是指集合中对象的引用。

集合类型主要有三种：set（集）、list（列表）、map（映射）。

1、Collection接口

Collection是最基本的集合接口，一个Collection表明一组Object，即Collection的元素。Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。

如何遍历Collection中的每个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子便可逐一访问Collection中每个元素。典型的用法以下：

Iterator it = collection.iterator(); // 得到一个迭代子
while(it.hasNext()) {
　　Object obj = it.next(); // 获得下一个元素
}

由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

2、Set

Set接口一样是Collection接口的一个子接口，Set不包含重复的元素。

HashSet：使用hashmap的一个集的实现。虽然集定义成无序，但必须存在某种方法能高效地找到一个对象。使用一个hashmap对象实现集的存储和检索操做时在固定时间内实现的。

TreeSet：在集中以升序对对象排序的集的实现。这意味着从一个TreeSet对象得到第一个迭代器将按升序提供对象。TreeSet类使用了一个TreeMap。

为优化hashset空间的使用，能够调优初始容量和负载因子。TreeSet 不包含调优选项，由于树老是平衡的，保证了插入、删除、查询的性能的高效。

当您要从集合中以有序的方式抽取元素时，TreeSet实现会有用处。为了能顺利进行，添加到TreeSet的元素必须是可排序的。　

import java.util.*;
public class SetExample {
      public static void main(String args[]) {
          Set set = new HashSet();
          set.add("Bernadine");
          set.add("Elizabeth");
          set.add("Gene");
          set.add("Elizabeth");
          set.add("Clara");
          System.out.println(set);

          Set sortedSet = new TreeSet(set);
          System.out.println(sortedSet);
      }
}

[Gene, Clara, Bernadine, Elizabeth]
[Bernadine, Clara, Elizabeth, Gene]

3、List

List接口继承了Collection接口，定义一个容许重复项的有序集合。该接口不但可以对列表的一部分进行处理，还添加了面向位置的操做。

实际上有两种list：一种是基本的ArrayList，其优势在于随机访问元素，另外一种是更强大的LinkedList，它并非快速随机访问设计的，而是具备更通用的方法。

List : 次序是List最重要的特色：它保证维护元素特定的顺序。

ArrayList : 由数组实现的List。容许对元素进行快速随机访问，可是向List中间插入与移除元素的速度很慢。

LinkedList : 对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除的开销并不大，随机访问则相对较慢。还具备下列方法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList能够看成堆栈、队列和双向队列使用。

Vector：实现一个相似数组同样的表，自动增长容量来容纳你所需的元素。使用下标存储和检索对象就象在一个标准的数组中同样。你也能够用一个迭代器从一个Vector中检索对象Vector是惟一的同步容器类!!

stack：这个类从vector派生而来，并增长了方法实现栈，一种后进先出的存储结构。

List的用法示例：

package collection;

import java.util.*;

public class SetExample {
    public static void main(String[] args) {
        List linkedList = new LinkedList();
        for (int i = 0; i <= 5; i++) {
            linkedList.add("a"+i);
        }
        System.out.println(linkedList);
        linkedList.add(3,"a100");
        System.out.println(linkedList);
        linkedList.set(6,"a200");
        System.out.println(linkedList);
        System.out.println(linkedList.get(2));
        System.out.println(linkedList.indexOf("a3"));
        linkedList.remove(1);
        System.out.println(linkedList);
    }
}

4、list和set对比

Set子接口:无序，不容许重复，检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引发元素位置改变。
List子接口:有序，能够有重复元素，和数组相似，List能够动态增加，查找元素效率高，插入删除元素效率低，由于会引发其余元素位置改变。

Set和List具体子类：
    Set
     |————HashSet：以哈希表的形式存放元素，插入删除速度很快。

    List
     |————ArrayList：动态数组
     |————LinkedList：链表、队列、堆栈。

5、map

map接口不是Collection接口的继承。

不重复的键到值的映射。

Map.Entry 接口

map的entrySet()方法返回一个实现map.entry接口的对象集合。集合中每一个对象都是底层map中一个特定的键值对。

HashMap 类和 TreeMap 类

在map中插入、删除和定位元素，HashMap是最好的选择。但若是您要按顺序遍历键，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。

为了优化hashmap空间的使用，您能够调优初始容量和负载因子。这个treeMap没有调优选项，由于该树总处于平衡状态。

hashtable：实现一个映象，全部的键必须非空。为了能高效的工做，定义键的类必须实现hashcode()方法和equal()方法。这个类时前面Java实现的一个继承，而且一般能在实现映象的其它类中更好地使用。

hashmap：实现一个映象，运行存储空对象，并且容许键是空（因为键必须是惟一的，固然只能有一个空）。

WeakHashMap：若是有一个键对于一个对象而言再也不被引用，键将被舍弃，WeakHashMap在具备大量数据时使用。

TreeMap： 实现这样一个映象，对象是按键升序排列的。

map的使用示例：

如下程序演示了具体map类的使用。该程序对自命令行传递的词进行频率计数。hashmap起初用于数据存储。后来，映射被转换为TreeMap以显示有序的键列列表。

package collection;

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;

public class MapExample {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array = {"a","b","c","d","e"};
        Map map = new HashMap();
        Integer ONE = new Integer(1);
        for (int i=0, n=array.length; i<n; i++) {
            String key = array[i];
            int frequency = i+1;
            map.put(key, frequency);
        }
        System.out.println(map);
        Map sortedMap = new TreeMap(map);
        System.out.println(sortedMap);
        //hashmap的同步
        Map map1 = Collections.synchronizedMap(map);
        System.out.println(map1);
    }
}

结果：

6、解惑：

一、什么是iterator

对集合的遍历，遍历的时候不建议修改集合。

二、Iterator与ListIterator有什么区别？

Iterator：只能正向遍历集合

ListIerator：继承Iterator，能够双向列表遍历

三、HashMap与HashTable有什么区别？

HashMap容许空值做为键或值，不一样步的，迭代时采用的是快速失败机制

HashTable不容许空值，同步的

注：有多线程的可能时，使用hashtable，反之使用hashmap。非线程安全的数据结构能带来更好地性能。

若是未来有可能须要按顺序获取键值对，hashmap是更好地选择，由于hashmap的一个子类LinkedHashMap。

若是多线程时使用hashmap，Collections.synchronizedMap（）能够代替，总的来讲HashMap更灵活。

四、在Hashtable上下文中同步是什么意思？

同步意味着在一个时间点只能有一个线程能够改变哈希表，任何线程在执行hashtable的更新操做前须要获取对象锁，其它线程等待锁的释放。

五、为何Vector不推荐使用？

使用时ArrayList优先于Vector，Vector是同步的，性能会低一些，若是迭代一个vector，还要加锁，以免其余线程同一时刻改变集合，加锁效率更慢。

 

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