浅析Java中的集合

Posted 2020-11-13 blackjoyful

先了解一下集合与数组的区别：
数组是java中存储基本数据类型、引用类型的一种容器，但是数组的长度固定，不适合在对象数量未知的情况下使用。

集合只能存储引用类型的数据，长度可变，可在多数情况下使用。

集合框架
根据集合框架图，可以知道，集合总共分为 lterator、Collection、Map三大类，如下图

 

 

 
Collection接口是集合类的根接口，Java中没有提供这个接口的直接的实现类。但是却让其被继承产生了两个接口，就是Set和List。Set中不能包含重复的元素。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。

Map是Java.util包中的另一个接口，它和Collection接口没有关系，是相互独立的，但是都属于集合类的一部分。Map包含了key-value对。Map不能包含重复的key，但是可以包含相同的value。

Iterator，所有的集合类，都实现了Iterator接口，这是一个用于遍历集合中元素的接口，主要包含以下三种方法：
1.hasNext()是否还有下一个元素。
2.next()返回下一个元素。
3.remove()删除当前元素。

常用的集合类型：
1、List（有序、可重复）
List里存放的对象是有序的，同时也是可以重复的，List关注的是索引，拥有一系列和索引相关的方法，查询速度快。因为往list集合里插入或删除数据时，会伴随着后面数据的移动，所有插入删除数据速度慢。

2、Set（无序、不能重复）
Set里存放的对象是无序，不能重复的，集合中的对象不按特定的方式排序，只是简单地把对象加入集合中。

3、Map（键值对、键唯一、值不唯一）
Map集合中存储的是键值对，键不能重复，值可以重复。根据键得到值，对map集合遍历时先得到键的set集合，对set集合进行遍历，得到相应的值。

List分为Vector、ArrayList、LinkedList三种实现
ArrayList是一个可以处理变长数组的类型，这里不局限于“数”组，ArrayList是一个泛型类，可以存放任意类型的对象。

LinkedList是基于链表结构的所以它做增、删、改操作效率更高，也正是如此查询的效率比ArrayList要低。

另外，由于ArrayList、LinkedList的所有方法都是默认在单一线程下进行的，因此ArrayList、LinkedList不具有线程安全性。若想在多线程下使用，应该使用Colletions类中的静态方法synchronizedList()对ArrayList、LinkedList进行调用即可。

Vector也是一个类似于ArrayList的可变长度的数组类型，它的内部也是使用数组来存放数据对象的。值得注意的是Vector与ArrayList唯一的区别是，Vector是线程安全的，即它的大部分方法都包含有关键字synchronized，因此，若对于单一线程的应用来说，最好使用ArrayList代替Vector，因为这样效率会快很多（类似的情况有StringBuffer与StringBuilder）；而在多线程程序中，为了保证数据的同步和一致性，可以使用Vector代替ArrayList实现同样的功能。

三者对比：
1、Vector、ArrayList都是以类似数组的形式存储在内存中，LinkedList则以链表的形式进行存储。

2、List中的元素有序、允许有重复的元素，Set中的元素无序、不允许有重复元素。

3、Vector线程同步，ArrayList、LinkedList线程不同步。

4、LinkedList适合指定位置插入、删除操作，不适合查找；ArrayList、Vector适合查找，不适合指定位置的插入、删除操作。

5、ArrayList在元素填满容器时会自动扩充容器大小的50%，而Vector则是100%，因此ArrayList更节省空间。

Set主要有HashSet、TreeSet
HashSet按照Hash算法存储集合中的元素，具有很好的存取和查找性能。当向HashSet中添加一些元素时，HashSet会根据该对象的HashCode()方法来得到该对象的HashCode值，然后根据这些HashCode的值来决定元素的位置。

TreeSet是SortedSet接口的实现类，TreeSet可以保证了集合元素处于排序状态（所谓排序状态，就是元素按照一定的规则排序，比如升序排列，降序排列）。

Map中主要有HashMap、HashTable、TreeMap
HashMap是最常用的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。HashMap最多只允许一条记录的键为Null(多条会覆盖);允许多条记录的值为 Null。非同步的。

HashTable是同步的，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。

TreeMap能够把它保存的记录根据键(key)排序,默认是按升序排序，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。TreeMap不允许key的值为null。非同步的。