Java中Set、List、Map集合类（接口）的特点及区别。分别都有哪些常用实现类。

Posted 2023-03-17

Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变；

List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变；

Map：适合储存键值对的数据。

Java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。

Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程。

参考技术A List 的数据存储方式和查询方式（数组下标）与数组类似 方便查找
Map 是以键值对的方式进行存储 多用于用户登录名记录
Set 有时用于重复值过滤 参考技术B Set无序，元素唯一 常用实现类有HashSet,TreeSet
List有序的，可以重复 常用实现类有ArrayList,LinkedList
Map是以键值出现的 常用实现类有HashMap,TreeMap 参考技术C SET无序，不可重复

List有序，可重复

Map是成对放的，一放一对。。分成KEY和VALUE本回答被提问者采纳 参考技术D

List：是存储单列数据的集合，存储的数据是有序并且是可以重复的 

Map：存储双列数据的集合，通过键值对存储数据，存储 的数据是无序的，Key值不能重复，value值可以重复 key和value是一一对应的

 

关系

 

这张图简单揭示了Set、List与Map之间的相对关系。 

Collection接口

Collection是Java中最基本的集合接口。它描述了一组有关集合操作的方法。

int Size(); //集合大小

boolean isEmpty(); //是否为空

boolean contains(Object o); //是否包含某个对象

Iterator<E> iterator(); //返回一个迭代对象，用来遍历集合中的元素

Object[] toArray(); //将集合中的元素以数组形式然后返回

<T> T[] toArray(T[] a); //上一个方法的泛型形式

boolean add(E e); //将对象e添加进集合，添加成功则返回true

boolean remove(Object o); //移除某个元素

boolean containsAll(Collection<?> c); //传入一个集合c，如果c中的元素都存在，则返回true

boolean addAll(Collection<? extends E> c); //将集合c中的元素全部添加进本集合

boolean removeAll(Collection<?> c); //本集合减去c集合中的元素

boolean retainAll(Collection<?> c); //取本集合和c集合的交集

void clear(); //清空集合

boolean equals(Object o); //判断相等

int hashCode(); //获取集合当前的hash值

Set接口

Set接口直接继承自Collection接口，并且方法接口上也一模一样。Set对添加的元素有一些要求，其不允许出现重复的元素，并且元素之间没有次序。这相当于一个不允许重复的离散的集合。因此，添加进Set的元素类型需要定义equals方法。若是使用自定义的类，则应该重写equals方法来确保实现自己需要的功能。

Set接口主要实现了两个类：HashSet，TreeSet。

HashSet是按照哈希来存取元素的，因此速度较快。HashSet继承自抽象类AbstractSet，然后实现了Set、Cloneable、Serializable接口。 
TreeSet也是继承自AbstractSet，不过不同的是其实现的是NavigableSet接口。而NavigableSet继承自SortedSet。SortedSet是一个有序的集合。其添加的元素必须实现了Comparable接口，因为其在添加一个元素的时候需要进行排序。NavigableSet则提供了更多的有关元素次序的方法。

 


LinkedHashSet也是Set的一个实现。和HashSet类似，只不过内部用链表来维护，按照元素插入次序来保存。

List接口

List接口也是继承自Collection。与Set不同的是，List可以存储重复的元素。主要有两种实现：ArrayList和LinkedList。 
ArrayList没有什么好说的，就像传统的数组一样，有着很快的随机存取速度，但是插入删除的速度就很慢。 
LinkedList则与ArrayList恰恰相反，因为用链表来保存数据，所以插入删除元素的速度很快，但是访问数据的速度就不如ArrayList了。

Map接口

Map（映射）是一个存储键值对的容器接口。每一个元素包含一个key对象和value对象，且元素不允许重复。 
Map接口的实现有以下几个： 
HashMap是最常用的一个实现。HashMap使用hash映射来存取数据，这个速度是相当快，是O(1)的速度。其容量capacity，和负载因子load factor可以在一开始设定。当元素个数达到capacity*load factor的时候，就会进行扩容。 
LinkedHashMap和HashMap类似，只不过内部用链表来维护次序。因此遍历时候的顺序是其插入顺序。 
TreeMap是基于红黑树的Map，插入的数据被有次序保存，并且有很高的效率。因此在遍历输出的时候可以得到排序的数据。但是这要求插入的数据实现了comparable接口。

总结

Collection、Set、List和Map都是接口，不能被实例化。

Set和List都继承自Collection，而Map则和Collection没什么关系。

Set和List的区别在于Set不能重复，而List可以重复。

Map和Set与List的区别在于，Map是存取键值对，而另外两个则是保存一个元素。

希望对您有所帮助！~

Java中List，Set和Map详解及其区别

Java中的集合包括三大类，它们是Set（集）、List（列表）和Map（映射），它们都处于java.util包中，Set、List和Map都是接口，它们有各自的实现类。Set的实现类主要有HashSet和TreeSet，List的实现类主要有ArrayList，Map的实现类主要有HashMap和TreeMap。

Collection是最基本的集合接口，声明了适用于JAVA集合的通用方法，list和set都继承自collection接口。

Collection接口的方法

boolean add(Object o)：向集合中加入一个对象的引用 

void clear()：删除集合中所有的对象，即不再持有这些对象的引用 

boolean isEmpty()：判断集合是否为空 

boolean contains(Object o)： 判断集合中是否持有特定对象的引用 

Iterartor iterator()：返回一个Iterator对象，可以用来遍历集合中的元素 

boolean remove(Object o)：从集合中删除一个对象的引用 

int size()：返回集合中元素的数目 

Object[] toArray()： 返回一个数组，该数组中包括集合中的所有元素 

关于：Iterator() 和toArray() 方法都用于集合的所有的元素，前者返回一个Iterator对象，后者返回一个包含集合中所有元素的数组。 

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

Iterator接口声明了如下方法 

hasNext()：判断集合中元素是否遍历完毕，如果没有，就返回true 

next() ：返回下一个元素 

remove()：从集合中删除上一个有next()方法返回的元素。 

Set(集合)： Set是最简单的一种集合。集合中的对象不按特定的方式排序，并且没有重复对象。 Set接口主要实现了两个实现类：

HashSet： HashSet类按照哈希算法来存取集合中的对象，存取速度比较快 

TreeSet ：TreeSet类实现了SortedSet接口，能够对集合中的对象进行排序。

List的功能方法 

实际上有两种List：一种是基本的ArrayList,其优点在于随机访问元素，另一种是更强大的LinkedList,它并不是为快速随机访问设计的，而是具有一套更通用的方法。

List：次序是List最重要的特点：它保证维护元素特定的顺序。List为Collection添加了许多方法，使得能够向List中间插入与移除元素(这只推 荐LinkedList使用。)一个List可以生成ListIterator,使用它可以从两个方向遍历List,也可以从List中间插入和移除元素。 

ArrayList：由数组实现的List。允许对元素进行快速随机访问，但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。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。 

LinkedList ：对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除的开销并不大。随机访问则相对较慢。(使用ArrayList代替。)还具有下列方 法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

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(至于如何判断元素相同则较为负责) 

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。 

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。

Map的功能方法

方法put(Object key, Object value)添加一个“值”(想要得东西)和与“值”相关联的“键”(key)(使用它来查找)。方法get(Object key)返回与给定“键”相关联的“值”。可以用containsKey()和containsValue()测试Map中是否包含某个“键”或“值”。 标准的Java类库中包含了几种不同的Map：HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap。它们都有同样的基本接口Map，但是行为、效率、排序策略、保存对象的生命周期和判定“键”等价的策略等各不相同。 

执行效率是Map的一个大问题。看看get()要做哪些事，就会明白为什么在ArrayList中搜索“键”是相当慢的。而这正是HashMap提高速 度的地方。HashMap使用了特殊的值，称为“散列码”(hash code)，来取代对键的缓慢搜索。“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。 

HashMap就是使用对象的hashCode()进行快速查询的。此方法能够显着提高性能。 

Map : 维护“键值对”的关联性，使你可以通过“键”查找“值”

HashMap：Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor，以调整容器的性能。 

LinkedHashMap： 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。 

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。 

WeakHashMap ：弱键(weak key)Map，Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”，则此“键”可以被垃圾收集器回收。 

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。 

List与Set、Map区别及适用场景

1、List、Set都是继承自Collection接口，Map则不是

2、List特点：元素有放入顺序，元素可重复 ，Set特点：元素无放入顺序，元素不可重复，重复元素会覆盖掉，（注意：元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的，加入Set 的Object必须定义equals()方法 ，另外list支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。） 

3、Set和List对比： 

Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。 

List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。 

4、Map适合储存键值对的数据

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。

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与Vector的区别和适用场景

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。

HashSet与Treeset的适用场景

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。

HashMap与TreeMap、HashTable的区别及适用场景

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)。