Java中List、Set、Map接口之间的区别和联系

Posted 2023-03-17

如题 高手请赐教 小弟拱手拜谢先！

List 用于遍历一个数组时效率最高；比如在循环显示所有信息时经常用到；
Set中的元素是不能重复的，如果使用add(Object obj)方法添加已经存在的对象，则会覆盖前面的对象；虽然Set同List都实现了Collection接口，但是他们的实现方式却大不一样。List基本上都是以Array为基础。但是Set则是在HashMap的基础上来实现的，这个就是Set和List的根本区别。 Map 就是键值对map（键，值），键是Sting 类型 值是Object （对象类型），所以在知道某条信息的一项时查询其他项就用该方法，效率最高！（以上个人见解！）
详细：数组和其它容器的区别主要有三方面:效率,类型,和保存基本类型的能力.在Java中,数组是一种效率很高的存储和随机访问对象引用序列的方式.数组是一 个简单的线性序列,因此访问速度很快,但也损失了其它一些特性.创建一个数组对象后,大小就固定了,如果空间不够,通常是再创建一个数组,然后把旧数组中 的所有引用移到新数组中.数组可可以保存基本类型,容器不行.
容器类不以具体的类型来处理对象,而是将所有的对象都以Object类型来处理,所以我们可以只创建一个容器,任意的Java对象都可以放进去.容器类可 以使用包装类(Integer,Double等),以便把基本类型放入其中. List Set Map 都可以自动调整容量,数组不能.

Collection表示一组对象，这些对象也称为collection的元素。一些 collection允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些collection是有序的，而另一些则是无序的。JDK中不提供此接口的任何直接实 现,它提供更具体的子接口（如 Set 和 List）实现.

Map 将键映射到值的对象。一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射一个值.Map 接口提供三种collection视图，允许以键集、值集合或键值映射关系集的形式查看某个映射的内容。某些映射实现可明确保证其顺序，如 TreeMap(有序) 类；某些映射实现则不保证顺序，如 HashMap(无序) 类。Map可以像数组那样扩展成多维数组,只要把每个值也做成一个Map就行了.

Collection和Map是Java容器中的两种基本类型. 区别在于容器中每个位置保存的元素个数.Collection每个位置只能保存一个元素,包括List和Set.其中List以进入的顺序保存一组元素; 而Set中的元素不能重复.ArrayList是一种List,HashSet是一种Set,将元素添加入任意Collection都可以使用add() 方法.Map保存的是健值对.使用put()为Map添加元素,它需要一个健和一个值作参数.

ArrayList和LinkedList都实现了List接口,ArrayList底层由数组支持LinkedList由双向链表支持,因此,如果经常在表中插入或删除元素LinkedList比较适合,如果经常查询ArrayList比较适合.
Set的实现有TreeSet,HashSet,LinkedHashSet,HashSet查询速度最快,LinkedHashSet保持元素插入次序,TreeSet基于TreeMap,生成一个总是处于排序状态的Set.

Collection<--List<--Vector
Collection<--List<--ArrayList
Collection<--List<--LinkedList
Collection<--Set<--HashSet
Collection<--Set<--HashSet<--LinkedHashSet
Collection<--Set<--SortedSet<--TreeSet

Vector : 基于Array的List，其实就是封装了Array所不具备的一些功能方便我们使用，它不可能走入Array的限制。性能也就不可能超越Array。所以，在可能的情况下，我们要多运用Array。另外很重要的一点就是Vector“sychronized”的，这个也是Vector和ArrayList的唯一的区别。

ArrayList：同Vector一样是一个基于Array上的链表，但是不同的是ArrayList不是同步的。所以在性能上要比Vector优越一些，但是当运行到多线程环境中时，可需要自己在管理线程的同步问题。

LinkedList：LinkedList不同于前面两种List，它不是基于Array的，所以不受Array性能的限制。它每一个节点（Node）都包含两方面的内容：1.节点本身的数据（data）；2.下一个节点的信息（nextNode）。所以当对LinkedList做添加，删除动作的时候就不用像基于Array的List一样，必须进行大量的数据移动。只要更改nextNode的相关信息就可以实现了。这就是LinkedList的优势。

List总结：

1. 所有的List中只能容纳单个不同类型的对象组成的表，而不是Key－Value键值对。例如：[ tom,1,c ]；

2. 所有的List中可以有相同的元素，例如Vector中可以有 [ tom,koo,too,koo ]；

3. 所有的List中可以有null元素，例如[ tom,null,1 ]；

4. 基于Array的List（Vector，ArrayList）适合查询，而LinkedList（链表）适合添加，删除操作。

HashSet：虽然Set同List都实现了Collection接口，但是他们的实现方式却大不一样。List基本上都是以Array为基础。但是Set则是在HashMap的基础上来实现的，这个就是Set和List的根本区别。HashSet的存储方式是把HashMap中的Key作为Set的对应存储项。看看HashSet的add（Object obj）方法的实现就可以一目了然了。

public boolean add(Object obj)

return map.put(obj, PRESENT) == null;


这个也是为什么在Set中不能像在List中一样有重复的项的根本原因，因为HashMap的key是不能有重复的。

LinkedHashSet：HashSet的一个子类，一个链表。

TreeSet：SortedSet的子类，它不同于HashSet的根本就是TreeSet是有序的。它是通过SortedMap来实现的。

Set总结：

1. Set实现的基础是Map（HashMap）；

2. Set中的元素是不能重复的，如果使用add(Object obj)方法添加已经存在的对象，则会覆盖前面的对象；

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List接口对Collection进行了简单的扩充，它的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。你可以将任何东西放到一个List容器中，并在需要时从中取出。ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储，因此它的随机访问速度极快，而LinkedList的内部实现是链表，它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。在具体应用时可以根据需要自由选择。前面说的Iterator只能对容器进行向前遍历，而ListIterator则继承了Iterator的思想，并提供了对List进行双向遍历的方法。

Set接口也是Collection的一种扩展，而与List不同的时，在Set中的对象元素不能重复，也就是说你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常用具体实现有HashSet和TreeSet类。HashSet能快速定位一个元素，但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方法，它使用了前面说过的哈希码的算法。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放，这就要求你放入其中的对象是可排序的，这就用到了集合框架提供的另外两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的，它就应该实现Comparable接口。有时多个类具有相同的排序算法，那就不需要在每分别重复定义相同的排序算法，只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类：Collections和Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法，Arrays则是对一个数组进行类似的操作。

Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器，而一个值对象又可以是一个Map，依次类推，这样就可形成一个多级映射。对于键对象来说，像Set一样，一个Map容器中的键对象不允许重复，这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样，那你想得到那个键对象所对应的值对象时就有问题了，可能你得到的并不是你想的那个值对象，结果会造成混乱，所以键的唯一性很重要，也是符合集合的性质的。当然在使用过程中，某个键所对应的值对象可能会发生变化，这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一个值对象上，这不会发生任何问题（不过对你的使用却可能会造成不便，你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象）。Map有两种比较常用的实现：HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希码的算法，以便快速查找一个键，TreeMap则是对键按序存放，因此它便有一些扩展的方法，比如firstKey(),lastKey()等，你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单，用pub(Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象。 参考技术A

首先list与set都继承于Collection，list序列的形式存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。set的特点是无法存放重复的元素。map一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射一个值。以键值对存放数据以上三个都是接口且不能被实例化。

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[1]  。

Java具有简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点[2]  。Java可以编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序等[3]  。

20世纪90年代，硬件领域出现了单片式计算机系统，这种价格低廉的系统一出现就立即引起了自动控制领域人员的注意，因为使用它可以大幅度提升消费类电子产品（如电视机顶盒、面包烤箱、移动电话等）的智能化程度。Sun公司为了抢占市场先机，在1991年成立了一个称为Green的项目小组，帕特里克、詹姆斯·高斯林、麦克·舍林丹和其他几个工程师一起组成的工作小组在加利福尼亚州门洛帕克市沙丘路的一个小工作室里面研究开发新技术，专攻计算机在家电产品上的嵌入式应用。

由于C++所具有的优势，该项目组的研究人员首先考虑采用C++来编写程序。但对于硬件资源极其匮乏的单片式系统来说，C++程序过于复杂和庞大。另外由于消费电子产品所采用的嵌入式处理器芯片的种类繁杂，如何让编写的程序跨平台运行也是个难题。为了解决困难，他们首先着眼于语言的开发，假设了一种结构简单、符合嵌入式应用需要的硬件平台体系结构并为其制定了相应的规范，其中就定义了这种硬件平台的二进制机器码指令系统（即后来成为“字节码”的指令系统），以待语言开发成功后，能有半导体芯片生产商开发和生产这种硬件平台。对于新语言的设计，Sun公司研发人员并没有开发一种全新的语言，而是根据嵌入式软件的要求，对C++进行了改造，去除了留在C++的一些不太实用及影响安全的成分，并结合嵌入式系统的实时性要求，开发了一种称为Oak的面向对象语言。

参考技术B 首先list与set都继承于Collection，list序列的形式存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。set的特点是无法存放重复的元素。map一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射一个值。以键值对存放数据以上三个都是接口且不能被实例化。 参考技术C List叫有序集合，Set是无序集合。map是哈希表结构的，也就是key—value。想了解具体的可以去看java的api~~里面说的都很详细