你所知道的集合类都有哪些？主要方法？

线性表，链表，哈希表是经常使用的数据结构，在进行Java开发时，JDK已经为咱们提供了一系列相应的类来实现基本的数据结构。这些类均在java.util包中。本文试图经过简单的描述，向读者阐述各个类的做用以及如何正确使用这些类。  

Collection 
├List 
│├LinkedList 
│├ArrayList 
│└Vector 
│　└Stack 
└Set 
Map 
├Hashtable 
├HashMap 
└WeakHashMap 

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（Elements）。一些 Collection容许相同的元素而另外一些不行。一些能排序而另外一些不行。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：无参数的构造函数用于建立一个空的Collection，有一个Collection参数的构造函数用于建立一个新的Collection， 这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数容许用户复制一个Collection。 
　　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。 

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）来访问List中的元素，这相似于Java的数组。 
和下面要提到的Set不一样，List容许有相同的元素。 
　 　除了具备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，容许添加，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，容许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在 LinkedList的首部或尾部。这些操做使LinkedList可被用做堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。 
　　注意LinkedList没有同步方法。若是多个线程同时访问一个List，则必须本身实现访问同步。一种解决方法是在建立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。它容许全部元素，包括null。ArrayList没有同步。 
size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。可是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素须要O(n)的时间。其余的方法运行时间为线性。 
　 　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添加新元素而自动增长，可是增加算法并 没有定义。当须要插入大量元素时，在插入前能够调用ensureCapacity方法来增长ArrayList的容量以提升插入效率。 
　　和LinkedList同样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。 

Vector类 
　 　Vector很是相似ArrayList，可是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator，虽然和ArrayList建立的 Iterator是同一接口，可是，由于Vector是同步的，当一个Iterator被建立并且正在被使用，另外一个线程改变了Vector的状态（例 如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException，所以必须捕获该 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得以被看成堆栈使用。基本的push和pop方法，还有peek方法获得栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测 一个元素在堆栈中的位置。Stack刚建立后是空栈。 

Set接口 
　　Set是一种不包含重复的元素的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：必须当心操做可变对象（Mutable Object）。若是一个Set中的可变元素改变了自身状态致使Object.equals(Object)=true将致使一些问题。 

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中不能包含相同的key，每一个key只能映射一个 value。Map接口提供3种集合的视图，Map的内容能够被看成一组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。任何非空（non-null）的对象均可做为key或者value。 
　　添加数据使用put(key, value)，取出数据使用get(key)，这两个基本操做的时间开销为常数。 
Hashtable经过initial capacity和load factor两个参数调整性能。一般缺省的load factor 0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor能够节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get和put这样的操做。 
使用Hashtable的简单示例以下，将1，2，3放到Hashtable中，他们的key分别是”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，好比2，用相应的key： 
　　　　Integer n = (Integer)numbers.get(“two”); 
　　　　System.out.println(“two = ” + n); 
　 　因为做为key的对象将经过计算其散列函数来肯定与之对应的value的位置，所以任何做为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，若是你用自定义的类看成key的话，要至关当心，按照散列函数的定义，若是两个对象相 同，即obj1.equals(obj2)=true，则它们的hashCode必须相同，但若是两个对象不一样，则它们的hashCode不必定不一样，若是两个不一样对象的hashCode相同，这种现象称为冲突，冲突会致使操做哈希表的时间开销增大，因此尽可能定义好的hashCode()方法，能加快哈希表的操做。 
　　若是相同的对象有不一样的hashCode，对哈希表的操做会出现意想不到的结果（期待的get方法返回null），要避免这种问题，只须要牢记一条：要同时复写equals方法和hashCode方法，而不要只写其中一个。 
　　Hashtable是同步的。 

HashMap类 
　 　HashMap和Hashtable相似，不一样之处在于HashMap是非同步的，而且容许null，即null value和null key。，可是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操做时间开销和HashMap 的容量成比例。所以，若是迭代操做的性能至关重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得太高，或者load factor太低。 

WeakHashMap类 
　　WeakHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行“弱引用”，若是一个key再也不被外部所引用，那么该key能够被GC回收。 

总结 
　　若是涉及到堆栈，队列等操做，应该考虑用List，对于须要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，若是须要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。 
　　若是程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，若是多个线程可能同时操做一个类，应该使用同步的类。 
　　要特别注意对哈希表的操做，做为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。 
　　尽可能返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样若是之后须要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。