关于Java中集合：List，Set ,Map,整理

集合List，Set，Map

List

List是存取有序集合的接口，并且允许相同的元素，实现Collection接口。

• ArrayList：线程不安全的，及不同步，是基于动态数组实现的，（对象数组Object[]为基础，进行容器操作），对于随机的访问查询，比较快，因为带有索引。对于增删效率会低于LinkedList，因为ArrayList删除，增加要移动数据。

• LinkedList：同样也是线程不安全的，是基于链表的数据结构实现的。LinkedList.Node<E>,对于随机访问查询比较慢，因为会移动指针，直到找到元素为止，但对于增删效率比较高。

• Vector：线程安全的，实现与ArrayList类似，基于动态数组，由于线程安全，效率会低于ArrayList。

• stack: 继承Vector。拥有Vector的属性，并添加了pop，push等方法，

  …

Set

set相比较List都是现实Collection接口 ，但是Set是无序的,并且不允许存重复的元素，允许有一个null值
具体的实现结构

- –SortedSet接口 Set接口 –HashSet实现类 - –LinkedHashSet实现类

• HashSet ，允许存null值，基于HashMap的存取HashSet的实现是不同步的。如果多个线程同时访问一个集合，而其中至少一个线程修改了该集合，那么它必须 保持外部同步。

  HashSet类：// Dummy value to associate with an Object in the backing Mapprivate static final Object PRESENT = new Object();//构造public HashSet() {      map = new HashMap<>();}// add 方法public boolean add(E e) {      return map.put(e, PRESENT)==null;}// hashMap key也是不允许重复的，

• TreeSet: 同样的，TreeSet是有 TreeMap 实例支持。但是不能存null元素。此类保证排序后的 set 按照升序排列元素，根据使用的构造方法不同，可能会按照元素的自然顺序 进行排序，或按照在创建 set 时所提供的比较器进行排序。是一个有序集合,元素中安升序排序,缺省是按照自然顺序进行排序,意味着TreeSet中元素要实现Comparable接口;我们可以构造TreeSet对象时,传递实现了Comparator接口的比较器对象.

• LinkedHashSet：集合同样是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但是它同时使用链表维护元素的次序。这样使得元素看起 来像是以插入顺序保存的，也就是说，**当遍历该集合时候，LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。**LinkedHashSet在迭代访问Set中的全部元素时，性能比HashSet好，但是插入时性能稍微逊色于HashSet。

HashSet是基于Hash算法实现的,其性能通常优于TreeSet,我们通常都应该使用HashSet,在我们需要排序的功能时,我门才使用TreeSet;

Map：

• HashMap：适用于在Map中插入、删除和定位元素速度较快。线程不安全，允许有Null值。
• Treemap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)，线程不安全不允许有Null。
• Hashtable：线程安全，API较早。
• ConcurrentHashMap:分段锁，线程安全。

具体实现流程：

引用自Oracle技术官网：官网

几乎所有通用 Map 都使用哈希映射。这是一种将元素映射到数组的非常简单的机制，您应了解哈希映射的工作原理，以便充分利用 Map。

哈希映射结构由一个存储元素的内部数组组成。由于内部采用数组存储，因此必然存在一个用于确定任意键访问数组的索引机制。实际上，该机制需要提供一个小于数组大小的整数索引值。该机制称作哈希函数。在 Java 基于哈希的 Map 中，哈希函数将对象转换为一个适合内部数组的整数。您不必为寻找一个易于使用的哈希函数而大伤脑筋： 每个对象都包含一个返回整数值的 hashCode() 方法。要将该值映射到数组，只需将其转换为一个正值，然后在将该值除以数组大小后取余数即可。以下是一个简单的、适用于任何对象的 Java 哈希函数

int hashvalue = Maths.abs(key.hashCode()) % table.length;

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该图介绍了哈希映射的基本原理，但我们还没有对其进行详细介绍。我们的哈希函数将任意对象映射到一个数组位置，但如果两个不同的键映射到相同的位置，情况将会如何？ 这是一种必然发生的情况。在哈希映射的术语中，这称作冲突。Map 处理这些冲突的方法是在索引位置处插入一个链接列表，并简单地将元素添加到此链接列表。因此，一个基于哈希的 Map 的基本 put() 方法可能如下所示

public Object put(Object key, Object value) {  //我们的内部数组是一个 Entry 对象数组  //Entry[] table;  //获取哈希码，并映射到一个索引  int hash = key.hashCode();  int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % table.length;  //循环遍历位于 table[index] 处的链接列表，以查明  //我们是否拥有此键项 — 如果拥有，则覆盖它  for (Entry e = table[index] ; e != null ; e = e.next) {    //必须检查键是否相等，原因是不同的键对象    //可能拥有相同的哈希    if ((e.hash == hash) && e.key.equals(key)) {      //这是相同键，覆盖该值      //并从该方法返回 old 值      Object old = e.value;      e.value = value;      return old;    }  }  //仍然在此处，因此它是一个新键，只需添加一个新 Entry  //Entry 对象包含 key 对象、 value 对象、一个整型的 hash、  //和一个指向列表中的下一个 Entry 的 next Entry  //创建一个指向上一个列表开头的新 Entry，  //并将此新 Entry 插入表中  Entry e = new Entry(hash, key, value, table[index]);  table[index] = e;  return null;}