集合和数组的区别
Collections 是一个帮助类，这个类提供了很多对集合的各种操作的静态方法。
Collection 接口的接口 对象的集合（单值集合）
- List（元素按进入先后有序保存，可重复 ）
- Linkedlist 接口实现类， 底层结构是链表， 插入删除快，查询慢， 没有同步， 线程不安全，效率高
- ArrayList 接口实现类， 底层结构是数组， 随机访问，查询快，增删慢， 没有同步， 线程不安全，效率高
- Vector 接口实现类， 底层结构是数组， 同步， 线程安全，效率高
- Stack 是Vector类的实现类
- Set（存储和取值顺序不一致，即无序的，仅接收一次，不可重复，并做内部排序）
- HashSet 使用hash表（数组）存储元素
- LinkedHashSet 链表维护元素的插入次序
- TreeSet 底层实现为二叉树，元素排好序
- HashSet 使用hash表（数组）存储元素
- Queue(队列)
Map接口 键值对的集合 （双列集合）
- TreeMap 红黑树对所有的key进行排序
- HashMap 接口实现类 ，没有同步， 线程不安全
- LinkedHashMap 双向链表和哈希表实现
- WeakHashMap
- HashTable 接口实现类， 同步， 线程安全
- IdentifyHashMap
Iterator
从上面的集合框架图可以看到，Java 集合框架主要包括两种类型的容器:
一种是集合（Collection），存储一个元素集合;
另一种是图（Map），存储键/值对映射。
Collection 接口又有 3 种子类型，List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap,HashTable 等等。
集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容：
-
接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象
-
实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
-
算法：是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算，例如：搜索和排序。这些算法被称为多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。
除了集合，该框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合，但是它们完全整合在集合中。
Collection 接口
Collection 是最基本的集合接口，一个 Collection 代表一组 Object，即 Collection 的元素, Java不提供直接继承自Collection的类，只提供继承于的子接口(如List和set)。
Collection 接口存储一组不唯一，无序的对象。
List 接口
List接口是一个有序的 Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置，能够通过索引(元素在List中位置，类似于数组的下标)来访问List中的元素，第一个元素的索引为 0，而且允许有相同的元素。
List 接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对象。
Set接口
Set 具有与 Collection 完全一样的接口，只是行为上不同，Set 不保存重复的元素。
Set 接口存储一组唯一，无序的对象。
SortedSet 继承于Set保存有序的集合。
Map接口
Map 接口存储一组键值对象，提供key（键）到value（值）的映射。
Map.Entry 描述在一个Map中的一个元素（键/值对）。是一个Map的内部类。
SortedMap 继承于 Map，使 Key 保持在升序排列。
Enumeration 这是一个传统的接口和定义的方法，通过它可以枚举（一次获得一个）对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。
Set和List的区别
-
1. Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。
-
2. Set检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变 <实现类有HashSet,TreeSet>。
-
3. List和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector> 。
- 4.List,Set都是继承自Collection接口，Map则不是
集合类
List
Java提供了一套实现了Collection接口的标准集合类。其中一些是具体类，这些类可以直接拿来使用，而另外一些是抽象类，提供了接口的部分实现。
AbstractCollection 实现了大部分的集合接口。
AbstractList 继承于AbstractCollection 并且实现了大部分List接口。
AbstractSequentialList 继承于 AbstractList ，提供了对数据元素的链式访问而不是随机访问。
LinkedList
该类实现了List接口，允许有null（空）元素。主要用于创建链表数据结构，该类没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步，解决方法就是在创建List时候构造一个同步的List。例如：
Listlist=Collections.synchronizedList(newLnkedList(...));
LinkedList 查找效率低。查找慢由于链表实现, 增加时只要让前一个元素记住自己就可以, 删除时让前一个元素记住后一个元素, 后一个元素记住前一个元素. 这样的增删效率较高但查询时需要一个一个的遍历, 所以效率较低。
ArrayList
该类也是实现了List的接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。该类也是非同步的,在多线程的情况下不要使用。ArrayList 增长当前长度的50%，插入删除效率低。由于是数组实现, 在增和删的时候会牵扯到数组增容, 以及拷贝元素. 所以慢。数组是可以直接按索引查找, 所以查找时较快。
1 public ArrayList(int initialCapacity)//构造一个具有指定初始容量的空列表。 2 public ArrayList() //默认构造一个初始容量为10的空列表。 3 public ArrayList(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 的元素的列表
Vector 和ArrayList原理相同, 但线程安全, 效率略低 和ArrayList实现方式相同, 但考虑了线程安全问题, 所以效率略低
1 public Vector()//使用指定的初始容量和等于0的容量增量构造一个空向量。 2 public Vector(int initialCapacity)//构造一个空向量，使其内部数据数组的大小，其标准容量增量为零。 3 public Vector(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 中的元素的向量 4 public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)//使用指定的初始容量和容量增量构造一个空的向量
ArrayList与LinkedList的区别和适用场景
Arraylist：
优点：ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续，一旦数据存储好了，查询操作效率会比较高（在内存里是连着放的）。
缺点：因为地址连续， ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。
LinkedList：
优点：LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的，所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址，对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景
缺点：因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。
适用场景分析：
当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList，当需要对数据进行多次增加删除修改时采用LinkedList。
ArrayList和Vector都是用数组实现的，主要有这么三个区别：
（1）Vector是多线程安全的，线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。而ArrayList不是，这个可以从源码中看出，Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰，这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比；
（2）两个都是采用的线性连续空间存储元素，但是当空间不足的时候，两个类的增加方式是不同。
（3）Vector可以设置增长因子，而ArrayList不可以。
（4）Vector是一种老的动态数组，是线程同步的，效率很低，一般不赞成使用。
适用场景分析：
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，在集合中使用数据量比较大的数据，用Vector有一定的优势。
Set
AbstractSet 继承于AbstractCollection 并且实现了大部分Set接口。
HashSet
该类实现了Set接口，元素无序且唯一，允许包含值为null的元素，但最多只能一个。
底层数据结构采用哈希表实现线程不安全，效率高，元素的唯一性是靠所存储元素类型是否重写hashCode()和equals()方法来保证的，如果没有重写这两个方法，则无法保证元素的唯一性。
hashSet存储元素的原理：
往hashSet中存储数据时首先会调用元素的hashCode()方法得到元素的哈希码值，然后根据hash码值经过运算计算出该元素在哈希表中的位置。
情况1：计算出的位置没有元素，则直接存储；
情况2：计算出的位置已经存在其他元素，则通过调用元素的equals()方法与之比较一次。
具体实现唯一性的比较过程：
存储元素首先会使用hash()算法函数生成一个int类型hashCode散列值，然后与已经的所存储的元素的hashCode值比较，如果hashCode不相等，则所存储的两个对象一定不相等，此时存储当前的新的hashCode值处的元素对象；
如果hashCode相等，存储元素的对象还是不一定相等，此时会调用equals()方法判断两个对象的内容是否相等，如果内容相等，那么就是同一个对象，无需存储；
如果比较的内容不相等，那么就是不同的对象，就该存储了，此时就要采用哈希的解决地址冲突算法，在当前hashCode值处类似一个新的链表， 在同一个hashCode值的后面存储不同的对象，这样就保证了元素的唯一性。
Set的实现类的集合对象中不能够有重复元素，HashSet也一样他是使用了一种标识来确定元素的不重复，HashSet用一种算法来保证HashSet中的元素是不重复的， HashSet采用哈希算法，底层用数组存储数据。默认初始化容量16，加载因子0.75。
Object类中的hashCode()的方法是所有子类都会继承这个方法，这个方法会用Hash算法算出一个Hash（哈希）码值返回，HashSet会用Hash码值去和数组长度取模， 模（这个模就是对象要存放在数组中的位置）相同时才会判断数组中的元素和要加入的对象的内容是否相同，如果不同才会添加进去。
Hash算法是一种散列算法。
Set hs=new HashSet();
hs.add(o);
|
o.hashCode();
|
o%当前总容量 (0–15)
|
是否发生冲突—————–不发生冲突，直接存放
|
| 发生冲突
|
o1.equals(o2)——————-假（不相等），找一个空位添加
|
| 是（相等）
不添加
覆盖hashCode()方法的原则：
1、一定要让那些我们认为相同的对象返回相同的hashCode值
2、尽量让那些我们认为不同的对象返回不同的hashCode值，否则，就会增加冲突的概率。
3、尽量的让hashCode值散列开（两值用异或运算可使结果的范围更广）
HashSet 的实现比较简单，相关HashSet的操作，基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成，我们应该为保存到HashSet中的对象覆盖hashCode()和equals()，因为再将对象加入到HashSet中时，会首先调用hashCode方法计算出对象的hash值，接着根据此hash值调用HashMap中的hash方法，得到的值& (length-1)得到该对象在hashMap的transient Entry[] table中的保存位置的索引，接着找到数组中该索引位置保存的对象，并调用equals方法比较这两个对象是否相等，如果相等则不添加，注意：所以要存入HashSet的集合对象中的自定义类必须覆盖hashCode(),equals()两个方法，才能保证集合中元素不重复。在覆盖equals()和hashCode()方法时， 要使相同对象的hashCode()方法返回相同值，覆盖equals()方法再判断其内容。为了保证效率，所以在覆盖hashCode()方法时， 也要尽量使不同对象尽量返回不同的Hash码值。
如果数组中的元素和要加入的对象的hashCode()返回了相同的Hash值（相同对象）,才会用equals()方法来判断两个对象的内容是否相同。
TreeSet
该类实现了Set接口，可以实现排序等功能。
底层数据结构采用二叉树来实现，元素唯一且已经排好序；唯一性同样需要重写hashCode和equals()方法，二叉树结构保证了元素的有序性。
TreeSet要注意的事项：
1.往TreeSet中添加元素的时候，如果元素具备自然排序的特点，那么TreeSet会根据元素的自然顺序特性进行排序存储。
2.往TreeSet中添加元素的时候，如果元素不具备自然排序的特点，那么元素所属的类就必须实现Comparable接口，把比较的规则定义在Comparable()方法上。
3.往TreeSet中添加元素的时候，如果元素不具备自然排序的特点，元素所属的类也没有实现Comparable接口，那么在创建TreeSet时就必须传入一个比较器对象。
根据构造方法不同，分为自然排序（无参构造）和比较器排序（有参构造），自然排序要求元素必须实现Comparable接口，并重写里面的compareTo()方法，元素通过比较返回的int值来判断排序序列，返回0说明两个对象相同，不需要存储；比较器需要在TreeSet初始化是时候传入一个实现Comparator接口的比较器对象，或者采用匿名内部类的方式new一个Comparator对象，重写里面的compare()方法；
TreeSet和HashSet的区别
1.TreeSet 是二差树（红黑树的树据结构）实现的,Treeset中的数据是自动排好序的，不允许放入null值
2.HashSet 是哈希表实现的,HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束
3.HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法，放入的对象，是以hashcode码作为标识的，而具有相同内容的String对象，hashcode是一样，所以放入的内容不能重复。但是同一个类的对象可以放入不同的实例
适用场景分析:HashSet是基于Hash算法实现的，其性能通常都优于TreeSet。为快速查找而设计的Set，我们通常都应该使用HashSet，在我们需要排序的功能时，我们才使用TreeSet。
小结：Set具有与Collection完全一样的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面有两个不同的List。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。
Set 存入Set的每个元素都必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。
Map
AbstractMap 实现了大部分的Map接口。
HashMap
HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
该类实现了Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步。
TreeMap
继承了AbstractMap，并且使用一颗树。
WeakHashMap
继承AbstractMap类，使用弱密钥的哈希表。
LinkedHashMap
继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序.底层数据结构采用链表和哈希表共同实现，链表保证了元素的顺序与存储顺序一致，哈希表保证了元素的唯一性。线程不安全，效率高。
IdentityHashMap
继承AbstractMap类，比较文档时使用引用相等。IdentityHashMap和HashMap的具体区别，IdentityHashMap使用 == 判断两个key是否相等，而HashMap使用的是equals方法比较key值.
小结：
HashMap 非线程安全
HashMap：基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()]，为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。
TreeMap：非线程安全基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。
适用场景分析：
HashMap和HashTable:HashMap去掉了HashTable的contains方法，但是加上了containsValue()和containsKey()方法。HashTable同步的，而HashMap是非同步的，效率上比HashTable要高。HashMap允许空键值，而HashTable不允许。
HashMap：适用于Map中插入、删除和定位元素。
Treemap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。
5.线程安全集合类与非线程安全集合类
LinkedList、ArrayList、HashSet是非线程安全的，Vector是线程安全的;
HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的;
StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的。
数据结构
ArrayXxx:底层数据结构是数组，查询快，增删慢
LinkedXxx:底层数据结构是链表，查询慢，增删快
HashXxx:底层数据结构是哈希表。依赖两个方法：hashCode()和equals()
TreeXxx:底层数据结构是二叉树。两种方式排序：自然排序和比较器排序
类描述
Vector
该类和ArrayList非常相似，但是该类是同步的，可以用在多线程的情况，该类允许设置默认的增长长度，默认扩容方式为原来的2倍。
Stack
栈是Vector的一个子类，它实现了一个标准的后进先出的栈。
Dictionary
Dictionary 类是一个抽象类，用来存储键/值对，作用和Map类相似。
Hashtable
Hashtable 是 Dictionary(字典) 类的子类，位于 java.util 包中。
Properties
Properties 继承于 Hashtable，表示一个持久的属性集，属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。
BitSet
一个Bitset类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet中数组大小会随需要增加。
集合算法
集合框架定义了几种算法，可用于集合和映射。这些算法被定义为集合类的静态方法。
在尝试比较不兼容的类型时，一些方法能够抛出 ClassCastException异常。当试图修改一个不可修改的集合时，抛出UnsupportedOperationException异常。
集合定义三个静态的变量：EMPTY_SET，EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。这些变量都不可改变。
算法描述 Collection Algorithms 这里是一个列表中的所有算法实现。
如何使用迭代器
通常情况下，你会希望遍历一个集合中的元素。例如，显示集合中的每个元素。
一般遍历数组都是采用for循环或者增强for，这两个方法也可以用在集合框架，但是还有一种方法是采用迭代器遍历集合框架，它是一个对象，实现了Iterator 接口或ListIterator接口。
迭代器，使你能够通过循环来得到或删除集合的元素。ListIterator 继承了Iterator，以允许双向遍历列表和修改元素。
迭代器方法描述 使用 Java Iterator 这里通过实例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法。
参考链接：