java常见集合之List、Set和Map

一、简介

在Java中有一套设计优良的接口和类组成了Java集合框架，使程序员操作成批的数据或对象元素极为方便。所有的Java集合都在java.util包中。

在编写程序的过程中，使用到集合类，要根据不同的需求，来决定使用哪种集合类，比如，要经常遍历集合内元素，就要使用List，如果要保证集合中不存在重复的数据，就要用Set;如果要通过某一键来查找某一值，就要使用Map。

java的集合框架，其核心，主要有三种：List、Set和Map。需要注意的是Collection、List、Set和Map都是接口（Interface）、不是具体类的实现。

List list = new ArrayList();

这是我们平时经常使用的创建一个新的list的语句，在这里List是接口，ArrayList才是具体的类。

另外：Collection是集合类的上级接口，继承与他有关的接口主要有List和Set，

Collections是针对集合类的一个帮助类，他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全等操作，如：Collections.sort(list);//把list按从小到大排序

常用集合类的继承结构如下：

Collection<--List<--Vector

Collection<--List<--ArrayList

Collection<--List<--LinkedList

Collection<--Set<--HashSet

Collection<--Set<--HashSet<--LinkedHashSet

Collection<--Set<--SortedSet<--TreeSet

Map<--SortedMap<--TreeMap

Map<--HashMap

List：（继承于Collection接口）及其实现类

特点：集合中的元素有序、可重复； 列表在数据结构中分别表现为：数组和向量、链表、堆栈、队列。

实现类：ArrayList 实现一个数组，它的规模可变并且能像链表一样被访问。它提供的功能类似Vector类但不同步，它是以Array方式实现的List，允许快速随机存取。

LinkedList实现一个链表，提供最佳顺序存取，适合插入和移除元素。由这个类定义的链表也可以像栈或队列一样被使用。提供最佳顺序存取，适合插入和移除元素。

1.List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置，用户能够使用索引来访问List中的元素，类似于java数组。

2.Vector是基于数组的List，其实就是封装了一些数组不具备的一些功能便于使用;Vector是线程同步的（sychronized）的，这也是Vector和Arraylist的一个重要的区别

3.ArrayList同Vector一样是基于数组上的链表，但是不同的是ArrayList不是同步的，所以性能上要比Vector要好些，但是当运行在多线程的环境中，还是需要管理线程同步问题。

4.LinkedList不同于前面二种list，它不是基于数组的，不受数组的限制，它每一个节点都包含二个内容：1-本身的数据；2-下一个节点的信息。

所以当对LinkedList做添加，删除动作的时候就不用像基于数组的ArrayList一样，必须进行大量的数据移动。只要更改nextNode的相关信息就可以实现了，这是LinkedList的优势。

ArrayList和LinkedList的大致区别：

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。

所有的List中只能容纳单个不同类型的对象组成的表，而不是Key－Value键值对。例如：[ tom,1,c ]。

所有的List中可以有相同的元素，例如Vector中可以有 [ tom,koo,too,koo ]

所有的List中可以有null元素，例如[ tom,null,1 ]

基于Array的List（Vector，ArrayList）适合查询，而LinkedList 适合添加，删除操作。

Set：（继承于Collection接口）及其实现类

特点：集合中的元素不按特定方式排序，只是简单的把对象加入集合中，就像往口袋里放东西。Set中成员的访问和操作是通过Set中对象的引用进行的，所以集中不能有重复对象。

实现类：HashSet 能够快速定位一个元素，要注意的是：存入HashSet中的对象必须实现HashCode()方法；TreeSet 将放入其中的元素按序存放。

1.Set是一种不包含重复的元素的无序Collection。

2.HashSet:虽然同List都实现了Collection接口，但是它们的方式却不一样，List基本上是以Array为基础，但是Set则是在HashMap的基础上来实现的，这就是Set和List的区别。

HashSet的储存方式是吧HashMap中的key作为Set的对应存储项，看看HashSet的add方法就一目了然了

public boolean add(E e) {
 return map.put(e, PRESENT)==null; //【e最为对象进行HashSet存储，而e对象是作为map的key值存储后再返回的】

这也是为什么Set中不能像List中一样有重复项的根本原因了，因为HashMap中的key是不能有重复的。

3.LinkedHashSet是HashSet的一个子类，一个链表。

4.TreeSet是SortedSet的一个子类，它不同于HashSet的根本就是TreeSet是有序的，它通过SortedMap来实现的。

Set实现的基础是Map（HashMap）

Set中的元素是不能重复的，如果使用add(Object obj)方法添加已经存在的对象，则会覆盖前面的对象

Map:及其实现类

Map是一个单独的接口，不继承于Collection。Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器。特点：key不允许重复。

实现类：HashMap 实现一个键到值映射的哈希表，通过键取得值对象，没有顺序，通过get(key)来获取value，允许存储空对象，而且允许键是空(由于键必须是唯一的，当然只能有一个)；

HashTable 实现一个映象，所有的键必须非空。为了能高效的工作，定义键的类必须实现hashcode()方法和equal()方法。这个类是前面java实现的一个继承，并且通常能在实现映象的其他类中更好的使用。

当元素的顺序很重要时选用TreeMap，当元素不必以特定的顺序进行存储时，使用HashMap。

HashTable的使用不被推荐，因为HashMap提供了所有类似的功能，并且速度更快。当你需要在多线程环境下使用时，HashMap也可以转换为同步的。

（Properties 一般是把属性文件读入流中后，以键-值对的形式进行保存，以方便读取其中的数据。）

Map 是一种把键对象和值对象进行关联的容器，而一个值对象又可以是一个Map，依次类推，这样就可形成一个多级映射。

对于键对象来说，像Set一样，一个 Map容器中的键对象不允许重复，这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样，

那你想得到那个键对象所对应的值对象时就有问题了，可能你得到的并不是你想的那个值对象，结果会造成混乱，

所以键的唯一性很重要，也是符合集合的性质的。当然在使用过程中，某个键所对应的值对象可能会发生变化，

这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求，你可以将任意多个键都映射到一个值对象上，这不会发生任何问题

Map有两种比较常用的实现：HashMap和TreeMap。

HashMap也用到了哈希码的算法，以便快速查找一个键；

TreeMap则是对键按顺序存放，因此它有一些扩展的方法，比如：firstKey()，lastKey()等，还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子map。

键和值的关联很简单，用put（object key，object value）可以将一个键和一个值对象关联。用get（object key）可得到与此key对象所对应的值对象。

HashMap与HashTable的区别：

Hashtable和HashMap类有三个重要的不同之处。

第一个不同主要是历史原因。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。

第二也许最重要的不同是Hashtable的方法是同步的，而HashMap的方法不是。第三点不同是，只有HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value。HashMap中只有一条记录可以是一个空的key，但任意数量的条目可以是空的value。这就是说，如果在表中没有发现搜索键，或者如果发现了搜索键，但它是一个空的值，那么get()将返回null。如果有必要，用containKey()方法来区别这两种情况。

一些资料建议，当需要同步时，用Hashtable，反之用HashMap。但是，因为在需要时，HashMap可以被同步，HashMap的功能比Hashtable的功能更多，而且它不是基于一个陈旧的类的，所以有人认为，在各种情况下，HashMap都优先于Hashtable。

Iterator接口

Iterator接口位于java.util包中，它是一个对集合进行迭代的迭代器。

集合容器（如：List、Set、Map等）本身提供了处理元素置入和取出的方式，但是单一选取元素的方法很受限制。所以我们要用Iterator去选取容器中的元素，它将容器转换成一个序列。

Iterator iter=Object.iterator();

while(iter.hasNext()){ }

其它

一、几个常用类的区别

1．ArrayList: 元素单个，效率高，多用于查询；

2．Vector: 元素单个，线程安全，多用于查询；

3．LinkedList:元素单个，多用于插入和删除 ；

4．HashMap: 元素成对，元素可为空 ；

5．HashTable: 元素成对，线程安全，元素不可为空

二、Vector、ArrayList和LinkedList

大多数情况下，从性能上来说ArrayList最好，但是当集合内的元素需要频繁插入、删除时LinkedList会有比较好的表现，但是它们三个性能都比不上数组，另外Vector是线程同步的。

所以：如果能用数组的时候(元素类型固定，数组长度固定)，请尽量使用数组来代替List；如果没有频繁的删除插入操作，又不用考虑多线程问题，优先选择ArrayList；

如果在多线程条件下使用，可以考虑Vector；如果需要频繁地删除插入，LinkedList就有了用武之地；如果你什么都不知道，用ArrayList没错。

三、Collections和Arrays帮助方法类

在 Java集合类框架里有两个类叫做Collections（注意，不是Collection！）和Arrays，这是JCF里面功能强大的工具，但初学者往往会忽视。按JCF文档的说法，这两个类提供了封装器实现（Wrapper Implementations）、数据结构算法和数组相关的应用。
想必大家不会忘记上面谈到的“折半查找”、“排序”等经典算法吧，Collections类提供了丰富的静态方法帮助我们轻松完成这些在数据结构课上烦人的工作：

binarySearch：折半查找。

sort：排序，这里是一种类似于快速排序的方法，效率仍然是O(n * log n)，但却是一种稳定的排序方法。

reverse：将线性表进行逆序操作，这个可是从前数据结构的经典考题哦！

rotate：以某个元素为轴心将线性表“旋转”。

swap：交换一个线性表中两个元素的位置。

Collections还有一个重要功能就是“封装器”（Wrapper），它提供了一些方法可以把一个集合转换成一个特殊的集合，如下：

unmodifiableXXX：转换成只读集合，这里XXX代表六种基本集合接口：Collection、List、Map、Set、SortedMap和SortedSet。如果你对只读集合进行插入删除操作，将会抛出UnsupportedOperationException异常。

synchronizedXXX：转换成同步集合。

singleton：创建一个仅有一个元素的集合，这里singleton生成的是单元素Set，

singletonList和singletonMap分别生成单元素的List和Map。

空集：由Collections的静态属性EMPTY_SET、EMPTY_LIST和EMPTY_MAP表示。

Collection、Set和List的区别？

Collection对象之间没有指定的顺序，允许有重复元素和多个null元素对象；它是Set和List接口的父类，是一种最通用型的集合接口;

Set各个元素对象之间没有指定的顺序，不允许有重复元素，最多允许有一个null元素对象；

List各个元素对象之间有指定的顺序，允许重复元素和多个null元素对象；

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