Java中各种集合问题

Posted 2020-09-18

一,java种集合关系图

Collection                接口的接口                   对象的集合

--List　　　　　　　　　　子接口 有序 可重复

　　--LinkedList              　　接口实现类  链表  插入删除  没有同步  线程不安全

　　--ArrayList                　　接口实现类  数组  随机访问  没有同步  线程不安全

　　--Vector                   　　 接口实现类  数组               同步        线程安全

　　　　--Stack

--Set                              子接口  仅接收一次，并做内部排序  不可重复

　　--HashSet

　　　　--LinkedHashSet

　　--TreeSet

 

Map                       接口                            键值对的集合

--Hashtable　　　　　　      接口实现类  同步        线程安全     不可以储存null值

--HashMap                        接口实现类  没有同步   线程不安全  可以储存null值

　　--LinkedHashMap

　　--WeakHashMap

--TreeMap

--IdentifyHashMap

Map采用哈希散列，查找元素时比ArrayList快

二、详细介绍

1、List接口

　　1.1 次序是List最重要的特点，能够用索引来访问元素，允许有相同元素；

　　1.2 除了Collection接口必备的iterator()方法，List提供了一个listIterator()方法，允许添加删除，设定元素，向前向后遍历；

　　LinkedList:对顺序访问进行了优化，随机访问相对较慢

　　1.3 LinkedList允许null值，提供了addFirst(),getFirst()等方法在LinkedList的首部或尾部，使linkedList可被用作堆栈，队列或双向队列；

　　1.4 LinkedList没有同步方法，如果多线程访问时，必须自己实现访问同步

　　　　如  List list=Collection.synchronizedList(new LinkedList(...));

　　ArrayList:向List中间插入与移除元素的速度很慢，随机访问相对较快

　　1.5 ArrayList有数组实现，允许所有元素，包括null

　　1.6  ListIterator 只应该用来由后向前遍历 ArrayList, 而不是用来插入和移除元素。因为那比 LinkedList 开销要大很多；

　　Vector:

　　1.7 由Vector创建的iterator被创建而且正在被使用，另一线程改变了vector的状态，这时调用 Iterator 的方法时将抛出 ConcurrentModificationException ，因此必须捕获该异常

　　Stack:

　　1.8 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。基本的 push 和 pop 方法，还有 peek 方法得到栈顶的元素， empty 方法测试堆栈是否为空， search 方法检测一个元素在堆栈中的位置。 Stack 刚创建后是空栈；

2 Set接口

　　2.1 set不保证维护元素的次序，最多有一个null值；

　　2.2 Set的构造函数有一个约束条件 ，传入的Collection参数不能包含重复的元素；

　　HashSet:

　　LinkedHashSet:

　　TreeSet:

3.Map接口

　　3.1 可以用containsKey()和containsValue()测试Map中是否包含某个”键”或“值”，有内置的排序；

　　3.2 HsahMap使用对象的hashCode()进行快速查询，“散列码”是“相对唯一”用以代表对象的 int 值，它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的，所有 Java 对象都能产生散列码，因为 hashCode() 是定义在基类 Object 中的方法；

　　HashTable:

　　3.3 实现了一个key-value映射的哈希表，任何非空对象都可以作为key或者value；

　　3.4 添加数据put,去除数据get;

　　3.5 Hashtable 通过初始化容量 (initial capacity) 和负载因子 (load factor) 两个参数调整性能,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 可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像 get 和 put 这样的操作;

　　3.6 作为key的对象将通过计算散列函数来确定与之对应的value的位置，因此任何作为 key 的对象都必须实现 hashCode 方法和 equals 方法。hashCode 方法和 equals 方法继承自根类 Object ，如果你用自定义的类当作 key 的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象相同，即 obj1.equals(obj2)=true ，则它们的 hashCode 必须相同，但如果两个对象不同，则它们的 hashCode 不一定不同，如果两个不同对象的 hashCode 相同，这种现象称为冲突，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；

　　HashMap:

　　3.7 hashmap非同步，允许null值。将 HashMap 视为 Collection 时（ values() 方法可返回 Collection ），插入和查询“键值对”的开销是固定的，但其迭代子操作时间开销和 HashMap 的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将 HashMap 的初始化容量 (initial capacity) 设得过高，或者负载因子 (load factor) 过低；

　　LinkedHashMap

　　3.8 类似于 HashMap ，但是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入次序，或者是最近最少使用 (LRU) 的次序。只比 HashMap 慢一点。而在迭代访问时发而更快，因为它使用链表维护内部次序;

　　WeakHashMap:

　　3.9 弱键（ weak key ） Map 是一种改进的 HashMap ，它是为解决特殊问题设计的，对 key 实行 “ 弱引用 ” ，如果一个 key 不再被外部所引用（没有 map 之外的引用），那么该 key 可以被垃圾收集器 (GC) 回收;

　　TreeMap:

　　基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时，它们会被排序 ( 次序由 Comparabel 或 Comparator 决定 ) 。 TreeMap 的特点在于，你得到的结果是经过排序的。 TreeMap 是唯一的带有 subMap() 方法的 Map ，它可以返回一个子树;

　　IdentifyHashMap:

　　使用 == 代替 equals() 对“键”作比较的 hash map 。专为解决特殊问题而设计。

三  比较

1.数组（Array） 数组类（Arrays）

　　1.1 java存储及随机访问一连串对象时，array最有效率，但缺点是容量固定且无法动态改变，无法判断实际存在多少元素，length为容量；

　　1.2 数组类专门操作数组，数组类拥有一组static函数：equals() ,fill() ,sort(),binarySearch() 在排好序的array中查找元素 ,System.arraycopy() array复制；

　　1.3 若编写程序时不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库， array 不适用；

2.容器（Collection）和map

　　2.1 collection每个位置只有一个元素；map持有key-value对，像个小型数据库 （ Collections.max(Collection coll); 取 coll 中最大的元素）；

四、总结

1 List,Set,Map将持有对象一律视为object型别；

2 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；

3 使用keySet()抽取key序列，将 map 中的所有 keys 生成一个 Set（不可重复）；

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

4 在各种 Lists ，对于需要快速插入，删除元素，应该使用 LinkedList （可用 LinkedList 构造堆栈 stack 、队列 queue ），如果需要快速随机访问元素，应该使用 ArrayList 。最好的做法是以 ArrayList 作为缺省选择。 Vector 总是比 ArrayList 慢，所以要尽量避免使用；

5 在各种 Sets 中， HashSet 通常优于 HashTree （插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用 TreeSet 。 HashTree 存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态；在各种 Maps 中 HashMap 用于快速查找

6 当元素个数固定，用 Array ，因为 Array 效率是最高的

 

 

原文：http://blog.csdn.net/jackie03/article/details/7312481