JAVA 集合

Posted 2020-06-26 赵杰A-124

2016年3月换工作，面试图灵机器人的过程中被问到HashMap, Hashtable 和 TreeMap的区别，居然被问住了，虽然工作四年了，在解决具体问题时貌似还没遇到过翻不过去的坑。但是最近的面试也深刻的认识到基础知识该忘的忘，该不知道的不知道，究其原因，都是之前懒得或不屑总结。

就这个问题本身，回来学习后回答如下：

从两个方面分析

一，是否可以使用null,作为key或者value

HashMap，可以使用null值作为key或者value,当null作为key时，由于HashMap的key，不可重复，所以最多可以存入一个key为null的Entry。而当null作为value时，可以有多个value为null的Entry。

Hashtable，不可以将null值作为key或value，当向Hashtable中放入null值时，会报NullPointExecption。

以上两种，在内部实现时，均依靠key值使用Hash原理进行元素存储。他们均是Map接口的典型实现类。

TreeMap，是SortedMap接口的实现类，而SortedMap继承自Map接口。TreeMap内部维护以Key为排序依据的红黑树数据结构，当null作为key时，会NullPointException，但是当null用作value时可以有多个value为null的Entry。

验证代码如下：

import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
import java.util.TreeMap;

public class MapNullTest {

    public static void main(String[] args) {
        //1. HashMap null test
        HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put(null, null);
        hashMap.put(null, null);
        hashMap.put("a", null);
        hashMap.put("b", null);
        System.out.println("hashMap: " + hashMap);
        
        //2. HashTable null test
        Hashtable<String, String> hashTable = new Hashtable();
        try {
            hashTable.put(null, "a");    
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("hashTable put (null, a) NullPointerException");
        }
        
        try {
            hashTable.put("a", null);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("hashTable put (a, null) NullPointerException");
        }
        System.out.println("hashTable: " + hashTable);
        
        //3. TreeMap null test
        TreeMap<String, String> treeMap = new TreeMap<>();
        try {
            treeMap.put(null, "a");    
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("treeMap put (null, a) NullPointException");
        }
        
        treeMap.put("a", null);
        treeMap.put("b", null);
        System.out.println("treeMap: " + treeMap);
    }

}

执行结果如下：

hashMap: {null=null, a=null, b=null}
hashTable put (null, a) NullPointerException
hashTable put (a, null) NullPointerException
hashTable: {}
treeMap put (null, a) NullPointException
treeMap: {a=null, b=null}

二、是否是线程安全的

HashMap 和 TreeMap均不是线程安全的，如需要线程安全时，可使用Collections的synchronizedXxx()方法获取到对应的线程安全对象。

Hashtable 是线程安全的。

 

Java 集合总结

java 集合类主要由两个接口派生而出，Collection 和 Map接口。

一、Collection 族 

其子接口有，Set,Queue和List接口。

1、Set 无序集合，集合中元素不可重复，常用Set类。

HashSet 元素的排列无序，不是线程同步的，集合中的元素可以为null，但是只可以有一个，其中的元素，因为不可以重复，所以需要判断两个对象是否相等，判断标准为两个对象通过equals（）判断为true,且hashCode()方法返回值也相等。LinkedHashSet是其子类，它依然是一个HashSet，但内部使用链表记录了元素的添加顺序，所以其中元素的顺序与添加顺序是一致的。

TreeSet 内部使用红黑树来存储集合元素，加入TreeSet中的元素需要实现Comparable接口，因为TreeSet需要调用compareTo方法对元素进行比较从而排序，所以TreeSet中的元素顺序，不是插入顺序，而是compareTo的比较顺序。TreeSet判断两个对象是否相等的唯一标准就是compareTo返回值是否为0。若内部元素未实现Comparable接口，则需要在创建TreeSet对象时为其指名排序规则，以一个Comparator对象与集合关联，以指名排序规则。

EnumSet 专门为Enum对象设计的Set。

2、List 代表一个有序可重复的集合，且每一个元素都有对应的索引。

ArrayList 典型的List 实现类。

3、Queue 模拟队列的数据结构

PriorityQueue 标准的对列实现类，不过其队列中元素的排序并非按照入队顺序排列，而是依照元素实现的Comparable接口或者与集合绑定的Comparator对象定义的标准进行排列的，在出队时按照元素的排列顺序进行出队。

Deque 是Queue的子接口。

ArrayDeque是 Deque的典型实现类，实现双向队列，也可用作Stack来使用。

LinkedList 实现了List接口同时也实现了Deque接口，所以它是一个功能强大的结合，即可作为List使用，也可作为双向队列或栈来使用。

二、Map族

参照面试问题的回答，另外就是有几个重要的实现类：

WeakHashMap,保留对Key所引用对象的弱引用，可在key所引用的对象没有其它引用时，自动删除该key-value，以保证该元素的释放。

Properties，封装了对属性文件的读写，可以方便的将key-value的属性文件读入Properties对象中，也可方便的将Properties对象方便的存入属性文件中。