java 集合整理

Map

HashMap

TreeMap

HashTable

LinkedHashMap

 

1.Map

存储元素对（键值集合）

（1）Map有四个实现类，分别是HashMap Hashtable LinkedHashMap 和TreeMap

（2）哈希映射技术：

哈希映射，是将元素映射到数组的非常简单的机制。

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。

（3）方法

get(),put(),putAll(),containsKey,containsValue,isEmpty(),size(),

equals(),hashcode(),clear(),remove(),

entryset(),keyset(),values()

（4）优化hashmap

     调整map实现大小

 在哈希术语中，内部数组中的每个位置称作“存储桶”(bucket)，而可用的存储桶数（即内部数组的大小）称作容量 (capacity)。为使 Map 对象有效地处理任意数目的项，Map 实现可以调整自身的大小。但调整大小的开销很大。调整大小需要将所有元素重新插入到新数组中，这是因为不同的数组大小意味着对象现在映射到不同的索引值。先前冲突的键可能不再冲突，而先前不冲突的其他键现在可能冲突。这显然表明，如果将 Map 调整得足够大，则可以减少甚至不再需要重新调整大小，这很有可能显著提高速度。

使用负载因子

为确定何时调整大小，而不是对每个存储桶中的链接列表的深度进行记数，基于哈希的 Map 使用一个额外参数并粗略计算存储桶的密度。

Map 在调整大小之前，使用名为“负载因子”的参数指示 Map 将承担的“负载”量，即它的负载程度。负载因子、项数（Map 大小）与容量之间的关系简单明了：

 如果（负载因子）x（容量）>（Map 大小），则调整 Map 大小

（5）集合视图

集合视图对象可以说是具有限制的集合对象

视图对象，具有访问数组元素set，get的方法。但是如果调用改变数组的方法就会抛出异常.

 

Map接口在Java集合中提供三个集合视图：
（1）Set keyset()：返回map中包含的所有key的一个Set视图。集合是受map支持的，map的变化会在集合中反映出来，反之亦然。当一个迭代器正在 遍历一个集合时，若map被修改了（除迭代器自身的移除操作以外），迭代器的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、 Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素移除，从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll 操作。
（2）Collection values()：返回一个map中包含的所有value的一个Collection视图。这个collection受map支持的，map的变化会在 collection中反映出来，反之亦然。当一个迭代器正在遍历一个collection时，若map被修改了（除迭代器自身的移除操作以外），迭代器 的结果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行 元素移除，从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。

（3）Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：返回一个map钟包含的所有映射的一个集合视图。这个集合受map支持的，map的变化会在collection中反映出来，反之 亦然。当一个迭代器正在遍历一个集合时，若map被修改了（除迭代器自身的移除操作，以及对迭代器返回的entry进行setValue外），迭代器的结 果会变为未定义。集合支持通过Iterator的Remove、Set.remove、removeAll、retainAll和clear操作进行元素 移除，从map中移除对应的映射。它不支持add和addAll操作。

 

 

（6）map分类

 1)HashMap

Hashmap 是一个最常用的Map,它根据键的HashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度，遍历时，取得数据的顺序是完全随机的。

HashMap最多只允许一条记录的键为Null;允许多条记录的值为Null； HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap;可能会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力，或者使用ConcurrentHashMap。

2)Hashtable

Hashtable与 HashMap类似,它继承自Dictionary类，不同的是:它不允许记录的键或者值为空;它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable,因此也导致了Hashtable在写入时会比较慢。

3)LinkedHashMap

LinkedHashMap 是HashMap的一个子类，保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的.也可以在构造时用带参数，按照应用次数排序。在遍历的时候会比HashMap慢，不过有种情况例外，当HashMap容量很大，实际数据较少时，遍历起来可能会比LinkedHashMap慢，因为LinkedHashMap的遍历速度只和实际数据有关，和容量无关，而HashMap的遍历速度和他的容量有关。

4)TreeMap

TreeMap实现SortMap接口，能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。

 

一般情况下，我们用的最多的是HashMap,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。如果需要输出的顺序和输入的相同,那么用LinkedHashMap可以实现,它还可以按读取顺序来排列.

 

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集合：集合是存储对象数据的集合容器。
集合比数组的优势：
1. 集合可以存储任意类型的对象数据，数组只能存储同一种数据类型 的数据。
2. 集合的长度是会发生变化的，数组的长度是固定的。

Collection：单例集合的根接口

 

Collection

Set  

HashSet

TreeSet

List

ArrayList

LinkedList

Vector

 

2.List

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。

其元素以线性方式存储，集合中可以存放重复对象，可以有null元素，

用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下>标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。

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

 

子类：

ArrayList  由数组实现的List，允许对元素进行快速随机访问。特点： 查询速度快，增删慢。

 

LinkedList 底层是使用了链表数据结构实现的，不是同步的。查询速度慢，增删快。

LinkedList不是基于数组的，所以不受数组性能的限制。

它每一个节点（Node）都包含两方面的内容：

1.节点本身的数据（data）；

2.下一个节点的信息（nextNode）。

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。

 

Vector 是基于数组（Array）的List，线程安全的，操作效率低。

其实就是封装了数组所不具备的一些功能方便我们使用，所以它难易避免数组的限制，同时性能也不可能超越数组。

所以，在可能的情况下，我们要多运用数组。

 

总结：

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。

 

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

 

 

 

3.Set

是一种不包含重复的元素的无序Collection。
Set：不能包含重复的元素，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

List：是一个有序的集合，可以包含重复的元素。提供了按索引访问的方式。

 

Set的功能方法 

Set具有与Collection完全一样的接口，因此没有任何额外的功能，

实际上Set就是Collection,只是行为不同。(这是继承与多态思想的典型应用：表现不同的行为。)

 

Set不保存重复的元素。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。

加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。

 

Set是在 HashMap的基础上来实现的，

HashSet的存储方式是把HashMap中的Key作为Set的对应存储项。

HashSet的add（Object obj）方法的实现：

 

public boolean add(Object obj) {   

   return map.put(obj, PRESENT) == null;   

}   

 

因为HashMap的key是不能有重复的，而HashSet的存储方式是把HashMap中的Key作为Set的对应存储项来存储的，

所以Set中的元素不能有重复。

 

 

Set子类：

·HashSet：为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。 

·TreeSet： 保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。 

LinkedHashSet：具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)。

于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。

  SortedSet 是一个按照升序排列元素的 Set。

 

Set和List的区别

Set同List都实现了Collection接口，但是他们的实现方式不同。

List和Set的根本区别，List基本上都是以Array为基础，Set是在 HashMap的基础上来实现的；

Set： 是一种不包含重复的元素的无序Collection。

List：是一个有序的集合，可以包含重复的元素。提供了按索引访问的方式。

 

4.区别

4.1、Collection和 Map的区别

容器内每个为之所存储的元素个数不同。
Collection类型者，每个位置只有一个元素。
Map类型者，持有 key-value pair，像个小型数据库。

4.2、各自旗下的子类关系

Collection
     --List：将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
           --ArrayList / LinkedList / Vector
     --Set ： 不能含有重复的元素
           --HashSet / TreeSet
      Map
     --HashMap
     --HashTable
     --TreeMap

4.3、其他特征

List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别。

Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。
    继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，这些才可被实例化。
vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。

 

总结

1. 如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。
2. 如果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，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
3. 在除需要排序时使用TreeSet,TreeMap外,都应使用HashSet,HashMap,因为他们 的效率更高。
4. 要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
 
5. 容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。
6. 尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。

注意：

1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。

2、Set和Collection拥有一模一样的接口。

3、List，可以通过get()方法来一次取出一个元素。使用数字来选择一堆对象中的一个，get(0)...。(add/get)

4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue。

5、Map用 put(k,v) / get(k)，还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。

      HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。

6、Map中元素，可以将key序列、value序列单独抽取出来。

使用keySet()抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。

使用values()抽取value序列，将map中的所有values生成一个Collection。

为什么一个生成Set，一个生成Collection？那是因为，key总是独一无二的，value允许重复。