Java集合类具体解释

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 集合类说明及差别
Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

Collection接口
　　Collection是最主要的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些 Collection同意同样的元素而还有一些不行。一些能排序而还有一些不行。Java SDK不提供直接继承自Collection的类，Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
　　全部实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无參数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个 Collection參数的构造函数用于创建一个新的Collection，这个新的Collection与传入的Collection有同样的元素。后 一个构造函数同意用户复制一个Collection。
　　怎样遍历Collection中的每个元素？不论Collection的实际类型怎样，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子就可以逐一訪问Collection中每个元素。典型的使用方法例如以下：
　　　　Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子
　　　　while(it.hasNext()) {
　　　　　　Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
　　　　}
　　由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

List接口
　　List是有序的Collection，使用此接口可以精确的控制每一个元素插入的位置。用户可以使用索引（元素在List中的位置，相似于数组下标）来訪问List中的元素，这相似于Java的数组。
和以下要提到的Set不同，List同意有同样的元素。
　　除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个 ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，同意加入，删除，设定元素， 还能向前或向后遍历。
　　实现List接口的经常使用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList类
　　LinkedList实现了List接口，同意null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在 LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。
　　注意LinkedList没有同步方法。假设多个线程同一时候訪问一个List，则必须自己实现訪问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
　　　　List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

ArrayList类
　　ArrayList实现了可变大小的数组。它同意全部元素，包含null。ArrayList没有同步。
size，isEmpty，get，set方法执行时间为常数。可是add方法开销为分摊的常数，加入n个元素须要O(n)的时间。其它的方法执行时间为线性。
　　每一个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断加入新元素而自己主动添加，可是增长算法 并未定义。当须要插入大量元素时，在插入前能够调用ensureCapacity方法来添加ArrayList的容量以提高插入效率。
　　和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

Vector类
　　Vector很相似ArrayList，可是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator，尽管和 ArrayList创建的Iterator是同一接口，可是，由于Vector是同步的，当一个Iterator被创建并且正在被使用，还有一个线程改变了 Vector的状态（比如，加入或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出 ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。

Stack 类
　　Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。主要的push和pop 方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法測试堆栈是否为空，search方法检測一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

Set接口
　　Set是一种不包括反复的元素的Collection，即随意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。
　　非常明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection參数不能包括反复的元素。
　　请注意：必须小心操作可变对象（Mutable Object）。假设一个Set中的可变元素改变了自身状态导致Object.equals(Object)=true将导致一些问题。

Map接口
　　请注意，Map没有继承Collection接口，Map提供key到value的映射。一个Map中不能包括同样的key，每一个key仅仅能映射一个 value。Map接口提供3种集合的视图，Map的内容能够被当作一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。

Hashtable类
　　Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。不论什么非空（non-null）的对象都可作为key或者value。
　　加入数据使用put(key, value)，取出数据使用get(key)，这两个基本操作的时间开销为常数。
Hashtable通过initial capacity和load factor两个參数调整性能。通常缺省的load factor 0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor能够节省空间但对应的查找时间将增大，这会影响像get和put这种操作。
使用Hashtable的简单示比例如以下，将1，2，3放到Hashtable中，他们的key各自是”one”，”two”，”three”：
　　　　Hashtable numbers = new Hashtable();
　　　　numbers.put(“one”, new Integer(1));
　　　　numbers.put(“two”, new Integer(2));
　　　　numbers.put(“three”, new Integer(3));
　　要取出一个数，比方2，用对应的key：
　　　　Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
　　　　System.out.println(“two = ” + n);
　　因为作为key的对象将通过计算其散列函数来确定与之相应的value的位置，因此不论什么作为key的对象都必须实现hashCode和equals方 法。hashCode和equals方法继承自根类Object，假设你用自己定义的类当作key的话，要相当小心，依照散列函数的定义，假设两个对象相 同，即obj1.equals(obj2)=true，则它们的hashCode必须同样，但假设两个对象不同，则它们的hashCode不一定不同，如 果两个不同对象的hashCode同样，这样的现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的hashCode()方法，能加快哈希 表的操作。
　　假设同样的对象有不同的hashCode，对哈希表的操作会出现意想不到的结果（期待的get方法返回null），要避免这样的问题，仅仅须要牢记一条：要同一时候复写equals方法和hashCode方法，而不要仅仅写当中一个。
　　Hashtable是同步的。

HashMap类
　　HashMap和Hashtable相似，不同之处在于HashMap是非同步的，而且同意null，即null value和null key。，可是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap 的容量成比例。因此，假设迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load factor过低。

WeakHashMap类
　　WeakHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行“弱引用”，假设一个key不再被外部所引用，那么该key能够被GC回收。

总结
　　假设涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于须要高速插入，删除元素，应该使用LinkedList，假设须要高速随机訪问元素，应该使用ArrayList。
　　假设程序在单线程环境中，或者訪问只在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，假设多个线程可能同一时候操作一个类，应该使用同步的类。
　　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。
　　尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样假设以后须要将ArrayList换成LinkedList时，client代码不用改变。这就是针对抽象编程。

同步性
Vector是同步的。这个类中的一些方法保证了Vector中的对象是线程安全的。而ArrayList则是异步的，因此ArrayList中的对象并 不是线程安全的。由于同步的要求会影响运行的效率，所以假设你不须要线程安全的集合那么使用ArrayList是一个非常好的选择，这样能够避免由于同步带 来的不必要的性能开销。
数据增长
从内部实现机制来讲ArrayList和Vector都是使用数组(Array)来控制集合中的对象。当你向这两种类型中添加元素的时候，假设元素的数目 超出了内部数组眼下的长度它们都须要扩展内部数组的长度，Vector缺省情况下自己主动增长原来一倍的数组长度，ArrayList是原来的50%,所以最 后你获得的这个集合所占的空间总是比你实际须要的要大。所以假设你要在集合中保存大量的数据那么使用Vector有一些优势，由于你能够通过设置集合的初 始化大小来避免不必要的资源开销。
使用模式
在ArrayList和Vector中，从一个指定的位置（通过索引）查找数据或是在集合的末尾添加、移除一个元素所花费的时间是一样的，这个时间我们用 O(1)表示。可是，假设在集合的其它位置添加或移除元素那么花费的时间会呈线形增长：O(n-i)，当中n代表集合中元素的个数，i代表元素添加或移除 元素的索引位置。为什么会这样呢？以为在进行上述操作的时候集合中第i和第i个元素之后的全部元素都要运行位移的操作。这一切意味着什么呢？
这意味着，你仅仅是查找特定位置的元素或仅仅在集合的末端添加、移除元素，那么使用Vector或ArrayList都能够。假设是其它操作，你最好选择其它 的集合操作类。比方，LinkList集合类在添加或移除集合中不论什么位置的元素所花费的时间都是一样的?O(1)，但它在索引一个元素的使用缺比較慢 －O(i),当中i是索引的位置.使用ArrayList也非常easy，由于你能够简单的使用索引来取代创建iterator对象的操作。LinkList也 会为每一个插入的元素创建对象，全部你要明确它也会带来额外的开销。
最后，在《Practical Java》一书中Peter Haggar建议使用一个简单的数组（Array）来取代Vector或ArrayList。尤其是对于运行效率要求高的程序更应如此。由于使用数组 (Array)避免了同步、额外的方法调用和不必要的又一次分配空间的操作。

相互差别

Vector和ArrayList

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。假设不考虑到线程的安全因素，一般用

arraylist效率比較高。
2，假设集合中的元素的数目大于眼下集合数组的长度时，vector增长率为眼下数组长度的100%,而arraylist增长率为眼下数组长度

的50%.如过在集合中使用数据量比較大的数据，用vector有一定的优势。
3，假设查找一个指定位置的数据，vector和arraylist使用的时间是同样的，都是0(1),这个时候使用vector和arraylist都能够。而

假设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,由于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)。

ArrayList 和Vector是採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添加和插入元素，都同意直接序号索引元素，可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因为使用了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，按序号索引数据须要进行向前或向后遍历，可是插入数据时仅仅须要记录本项的前后项就可以，所以插入数度较快！

arraylist和linkedlist

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.对于随机訪问get和set，ArrayList认为优于LinkedList，由于LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比較占优势，由于ArrayList要移动数据。
    这一点要看实际情况的。若仅仅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. 由于ArrayList每插入一条数据，要移动插入点及之后的全部数据。

HashMap与TreeMap
        (注)
       文章出处：http://www.diybl.com/course/3_program/java/javaxl/200875/130233.html

       1、HashMap通过hashcode对其内容进行高速查找，而TreeMap中全部的元素都保持着某种固定的顺序，假设你须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对其内容进行高速查找，而TreeMap中全部的元素都保持着某种固定的顺序，假设你须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。但假设您要按自然顺序或自己定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求加入的键类明白定义了hashCode()和 equals()的实现。　　这个TreeMap没有调优选项，由于该树总处于平衡状态。

      结过研究，在原作者的基础上我还发现了一点，二树map一样，但顺序不一样，导致hashCode()不一样。
      相同做測试：
      在hashMap中，相同的值的map,顺序不同，equals时，false;
      而在treeMap中，相同的值的map,顺序不同,equals时，true，说明，treeMap在equals()时是整理了顺序了的。

hashtable与hashmap

一.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

二.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

三.值：仅仅有HashMap能够让你将空值作为一个表的条目的key或value