Java篇--集合

Collection

Collection函数库是在java.util包下的一些接口和类，类是用来产生对象存放数据用的，而接口是访问数据的方式。 

与数组的区别：

       （1）数组的容量是有限制的，而Collection库没有限制，它的容量可以自动调节。

       （2）Collection函数库只能用来存放对象，而数组没有这样的限制。

 

Collection接口是Collection层次结构中的根接口，存放于其中的数据，被称为元素（element）;

• List接口：有序可重复。
• Set接口：无序不可重复。
• Map接口：存放键值对，根据键找到值（value），键（key）不能重复。（解决通过一个对象找到另一个对象）

• ArrayListz:底层实现是数组，所以查询快，插入、修改、删除数度慢。线程不安全，效率高。
• LinkedList:底层实现是链表，所以查询慢，插入、修改、删除速度快。线程不安全，效率高。
• Vector：底层也是用数组实现的，线程安全，效率低。
• HashMap:效率高，线程不安全。键可以有一个null，值可以有多个null。
• HashTable:效率低，线程安全。任何非null对象都可以作为键和值。
• TreeMap:
• HashSet:底层是通过hashMap实现的。Set的不可重复就是利用了Map里的键对象的不可重复。
• TreeSet: 

所有实现了Coll接口的容器类都有一个iterator方法用以返回一个实现了Iterator接口的对象。

ArrayList

      底层实现是数组，访问元素效率高 （查询快，插入、修改、删除元素慢）

      与LinkedList相比，它效率高，但线程不安全 。

      ArrayList数组是一个可变数组 ，可以存取包括null在内的所有元素 。

            - 每个ArrayList实例都有一个容量，该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。

            - 随着向ArrayList中不断添加元素，其容量自动增长

            - 在添加大量元素前，应用程序也可以使用ensureCapacity操作来增加ArrayList实例的容量，这样可以减少递增式再分配的数量。

      - 所以如果我们明确所插入元素的多少，最好指定一个初始容量值，避免过多的进行扩容操作而浪费时间、效率。

LinkedList

      底层实现是双向循环链表，所以增删元素效率高，查询慢。

     线程安全 。

ArrayList和LinkedList比较

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.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。

3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。

      这一点要看实际情况的。若只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. 因为ArrayList每插入一条数据，要移动插入点及之后的所有数据。

Vector

      与ArrayList相似，但是Vector是同步的。所以说Vector是线程安全的动态数组。它的操作与ArrayList几乎一样。

      ArrayList 和Vector是采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增加和插入元素，都允许直接序号索引元素，但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由于使用了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，按序号索引数据需要进行向前或向后遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入数度较快！

     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。如果不考虑到线程的安全因素，一般用arraylist效率比较高。

     2，如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，vector增长率为目前数组长度的100%,而arraylist增长率为目前数组长度的50%.如过在集合中使用数据量比较大的数据，用vector有一定的优势。

     3，如果查找一个指定位置的数据，vector和arraylist使用的时间是相同的，都是0(1),这个时候使用vector和arraylist都可以。而如果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,因为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)。

TreeSet

底层是一棵排序树，实现Comparable接口

Iterator

Iterator对象称作迭代器，用以方便的实现对容器内元素的遍历操作。

Iterator接口定义如下方法：

      boolean  hasNext();    //判断是否有元素没有被遍历

      Object  next();      //返回游标当前位置的元素并将游标移动到下一个位置

      void remove();      //删除游标左面的元素，在执行完next之后该操作只能执行一次

HashMap

底层使用哈希存储来保存键值对中的键

    HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。

    hashCode 根据地址生成的一个数（哈希码）。

 

       在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造，HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。

从上图中可以看出，HashMap底层就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表。链表里放Entry。当新建一个HashMap的时候，就会初始化一个数组。

TreeMap 

底层使用排序树来存储键值对中的键

HashMap和TreeMap比较

 1、HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需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对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需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。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和 equals()的实现。这个TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。

 

HashTable

      

也是以哈希表数据结构实现的，解决冲突时与HashMap也一样也是采用了散列链表的形式，不过性能比HashMap要低.

HashMap和Hashtable比较：

1、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。

2、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。

3、值：只有HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value 。