Java中的集合

    Java中的集合分为两大类，分别由两个接口派生出的：Collection和Map。Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。

Collection

    Collection接口下又有三个子接口：Set、Queue、List。Set是无序集合，集合中的元素不可重复；List是有序集合，集合中的元素可以重复；Queue是队列的实现形式，类似于List。

Set集合

    Set是无序集合，并且集合中的元素不可重复。程序依次将元素放入Set集合中，Set集合不会记住元素的顺序；但是Set集合不允许放入相同元素，当程序调用add()方法添加元素时，如果集合中没有该元素，则直接添加成功；如果有元素，则新元素不添加，add()方法返回false。

HashSet

    Set集合常用的实现类是HashSet，也是Set接口的典型实现。HashSet是通过Hash算法来确定元素的存取位置，所以存取和查找的性能比较高，但它依然是无序的。而且HashSet是线程不安全的，多个线程同时访问一个HashSet，可能会出现数据的错乱，必须要通过代码来保证同步。

    HashSet集合判断存入的两个元素是否相等，要求两个对象通过equals()方法比较后为true，并且两个对象的hashCode值也是相等的。如果两个对象的hashCode值不同，但是equals()方法判断两个对象相等，那么这两个对象会被当成不同的对象分别存储在不同位置，这时HashSet集合就存储了相同的对象。但是如果equals()方法比较返回false，但是两个对象的hashCode值相同，HashSet集合根据两个对象的hashCode值经过Hash算法计算得到相同值，则会把两个对象存储在同一个位置，但是一个位置只能存放一个对象，所以就会在该位置以链表形式存储多个对象。HashSet查找数据时是根据hashCode值来查找的，所以同一个位置存储多个元素时会降低查找效率。如果需要把某个类的对象保存到HashSet中，需要重写equals()方法和hashCode()方法，并且尽量保证两个对象通过equals()方法判断相等时，hashCode()方法返回的值也相同。

    HashSet还有一个子类是LinkedHashSet，它也是根据元素的hashCode值来计算存储位置的，但同时也会使用链表维护元素的顺序，使元素看起来是以插入的顺序保存的。

TreeSet

    TreeSet根据名字就可以看出来，它是以数结构存储元素的，并且保证元素是有序的，并不是和添加顺序相同即为有序，而是因为TreeSet是采用红黑树的数据结构存储数据，所以会按照一定的算法对数据进行排序。

EnumSet

    EnumSet是专门为枚举类设计的集合类，EnumSet中的所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值，该枚举类型在创建EnumSet时显示或隐式指定。EnumSet中的集合元素也是有序的，EnumSet以枚举值在Enum类内的定义顺序来决定集合元素的顺序。

    EnumSet在内部以位向量的形式存储，这种存储形式非常紧凑、高效，因此EnumSet对象占用内存很小，而且运行效率很好。

List集合

    List集合是元素有序、可重复的集合，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引，所以会有根据索引操作元素的很多方法。List集合不限制元素的个数，可以随意添加，List集合的大小也会自动增加。

ArrayList

    ArrayList是List接口的一个典型实现，它的基本数据结构是数组，根据List集合的特性，这个数组的长度是可以自动增加的。ArrayList是线程不安全的，当多个线程访问同一个ArrayList集合时，程序需要写代码实现同步，但是性能是比较好的。

Queue集合

    Queue集合的基本数据结构是队列，队列具有先进先出的特性，队列中的元素总是从队列的头部离开队列，从队列的尾部进入队列。PriorityQueue是一个比较标准的队列实现类，它并不是队列那样先进先出，而是会对队列中的数据进行排序。Deque接口是Queue接口的子接口，它代表一个双端队列，也可以做为栈来使用。

Map

                               

    Map用于保存具有映射关系的数据，所以Map集合里保存着两组值，一组值用于保存Map中的key，另外一组值用于保存Map中的Value，key和value都可以是任何引用类型的数据。Map中的Key值不可重复。

HashMap

    HashMap是Map接口的典型实现类，它是线程不安全的，所以性能相对较好。HashMap同样是根据Hash算法来计算Key值所应该存储的位置，类似于HashSet，所以作为Key的对象需要保证通过equals()方法判定为相等时，hashCode也要尽量保持相等。HashMap的基本数据结构是数组加链表的形式，当key经过Hash算法计算后，会把Key-Value存储在数组的相应位置，如果Key的hashCode相同，但是equals()方法判定不同时，会在同一个位置以链表形式存储，这样就降低了HashMap的查找性能。

                                                  

Hashtable

    Hashtable是比较老的Map的实现类，从JDK1.0开始就已经出现了。Hashtable的命名并没有像其他的命名一样，每个单词的首字母要大写。Hashtable和HashMap是相似的，但是Hashtable中的key不允许为null。而且Hashtable中的方法是线程安全的，线程同步是靠synchronized关键字实现的，所以相对于HashMap来说性能较差。Hashtable和HashMap一样，存储的顺序是无序的，而且也是通过equals()方法和hashCode()方法同时判定key是否相等的。

    HashSet、HashMap和Hashtable都是通过Hash算法来决定元素的存储位置的，所以他们都有以下几个属性：

        容量：hash表中最多能存储的数据量

        初始化容量：创建hash表时的容量

        尺寸：当前hash表中的数量

        负载因子：hash表中当前数量占hash表容量的百分比

    HashSet、HashMap和Hashtable都有一个负载因子的最大值，超过这个最大值的时候，集合会进行扩容，一般都是倍增，然后会将原有的对象重新分配，这个过程就是rehashing。默认的负载因子的最大值是0.75，即数据存储到容量的四分之三时即会扩容，既不会因为频繁rehashig而占用内存，也不会因为存储空间不足而报错。HashSet和HashMap的线程不安全，可能也会发生在rehashing时，当多个线程同时rehashing时也会出错。

总结

    JDK对于集合的支持，在不同的版本有不同的改进。从Java8完善了Lambda表达式之后，通过Lambda表达式遍历集合也使得代码简便了许多。不同的集合有不同的特点，使用时根据需要区分就好。