我应该使用哪个 Java 集合？

Posted 2023-02-25

【中文标题】我应该使用哪个 Java 集合？

【英文标题】：Which Java Collection should I use?

【发布时间】：2014-03-25 07:47:29

【问题描述】：

在这个问题中，How can I efficiently select a Standard Library container in C++11? 是一个方便的流程图，可以在选择 C++ 集合时使用。

我认为这对于不确定应该使用哪个集合的人来说是一个有用的资源，因此我尝试为 Java 找到类似的流程图但无法做到。

有哪些资源和“备忘单”可以帮助人们在使用 Java 编程时选择正确的 Collection？人们如何知道他们应该使用哪些 List、Set 和 Map 实现？

【问题讨论】：

Java Generics and Collections (Naftalin & Wadler) 这本书有一章关于这个。

【参考方案1】：

由于找不到类似的流程图，我决定自己制作一个。

此流程图并未尝试涵盖同步访问、线程安全等或遗留集合，但它确实涵盖了 3 个标准 Set、3 个标准 Maps 和 2 个标准 列表s。

_{此图片是为此答案创建的，并在Creative Commons Attribution 4.0 International License. 下获得许可。最简单的归属是通过链接到此问题或此答案。}

其他资源

可能最有用的其他参考是 oracle 文档中的以下页面，该页面描述了每个 Collection。

HashSet 与 TreeSet

这里详细讨论了何时使用HashSet 或TreeSet： Hashset vs Treeset

ArrayList vs LinkedList

详细讨论：When to use LinkedList over ArrayList?

【讨论】：

不错！但我必须不同意您的LinkedList 与ArrayList 的决定。首先，如果列表很大，LinkedList 更可取。 LinkedList 具有每个元素的开销，因此它在内存消耗方面比ArrayList 更差。此外，如果大部分访问位于列表末尾，则ArrayList 更可取，因为它提供恒定时间随机元素访问。访问LinkedList 的nth 元素是O(n) 操作。 ...事实上，使用链表的决定应该总是是“否”。

@MattBall 我在很大程度上同意你的看法。然而 Java LinkedList 是一个双链表，所以在开始和结束时访问都很快。您会注意到，在我推荐使用LinkedList 之前，以上所有三个问题的分支都必须回答是 - 所以换句话说，我同意您的观点，在大多数情况下答案是否定的。诸如队列和出队之类的东西，您不断地从列表区域的末尾添加和删除东西，这是LinkedList 的好用例。

@MattBall 内存使用情况要棘手得多，因为LinkedList 每个元素使用更多内存...ArrayList 永远不会释放内存。这意味着如果您有一个有时会增长到很大但通常很小的列表，那么ArrayList 将提供更差的内存性能。与它所包含的元素相比，List 本身的内存开销通常（尽管并非总是）很小。

Map<K,V> 不是java.util.collection 的一部分

@MehrajMalik 嗯，我同意标签模棱两可。我的意思是 java.util 中的集合。即 java.util.*在此处插入集合名称*

【参考方案2】：

主要的非并发、非同步集合总结

Collection：一个接口，表示一个无序的“包”项目，称为“元素”。 “下一个”元素未定义（随机）。

Set

：代表Collection 的接口，没有重复项。

HashSet

：由Hashtable 支持的Set。当订购不重要时，最快和最小的内存使用量。

LinkedHashSet

：一个HashSet，添加了一个链表以插入顺序关联元素。 “下一个”元素是下一个最近插入的元素。

TreeSet

：一个Set，其中元素按Comparator 排序（通常是natural ordering）。最慢和最大的内存使用量，但对于基于比较器的排序是必需的。

EnumSet

：为单个枚举类型定制的极其快速高效的Set。

List

：表示Collection 的接口，其元素是有序的，每个都有一个数字索引表示其位置，其中零是第一个元素，(length - 1) 是最后一个元素。

ArrayList

：由数组支持的List，其中数组的长度（称为“容量”）至少与元素数（列表的“大小”）一样大。当大小超过容量时（当添加(capacity + 1)-th 元素时），将使用(new length * 1.5) 的新容量重新创建数组——这种重新创建速度很快，因为它使用了System.arrayCopy()。删除和插入/添加元素需要将所有相邻元素（向右）移入或移出该空间。访问任何元素都很快，因为它只需要计算 (element-zero-address + desired-index * element-size) 即可找到它的位置。 In most situations，ArrayList 优于 LinkedList。

LinkedList

：由一组对象支持的List，每个对象都链接到它的“前一个”和“下一个”邻居。 LinkedList 也是 Queue 和 Deque。从第一个或最后一个元素开始访问元素，并遍历直到达到所需的索引。插入和删除，一旦通过遍历到达所需的索引，只需重新映射直接相邻的链接以指向新元素或绕过现在删除的元素。

Map

：表示Collection 的接口，其中每个元素都有一个标识“键”——每个元素都是一个键值对。

HashMap

：Map，其中的键是无序的，并由 Hashtable 支持。

LinkedhashMap

：键按插入顺序排序。

TreeMap

：Map，其中键按 Comparator 排序（通常是自然排序）。

Queue

：表示Collection 的接口，其中元素通常添加到一端，从另一端移除（FIFO：先进先出）。

Stack

：表示Collection 的接口，其中元素通常从同一端添加（推送）和移除（弹出）（LIFO：后进先出）。

Deque

：“双端队列”的缩写，通常发音为“deck”。一个链表，通常只在两端（而不是中间）添加和读取。

基本集合图：

将元素的插入与ArrayList 和LinkedList 进行比较：

【讨论】：

最好的简短总结，一个人可以去任何地方:)

【参考方案3】：

更简单的图片在这里。有意简化！

Collection 是任何保存数据的东西，称为“元素”（相同类型）。没有更具体的假设。

List 是一个索引数据集合，其中每个元素都有一个索引。类似于数组的东西，但更灵活。

列表中的数据保持插入顺序。

典型操作：获取第n个元素。

Set 是一个元素包，每个元素只有一次（使用equals() 方法区分元素。

存储集合中的数据主要是为了了解什么数据。

典型操作：判断一个元素是否存在于列表中。

Map 类似于 List，但不是通过它们的整数索引访问元素，而是通过它们的 key 访问它们，它是任何对象。就像 php 中的数组一样 :)

Map 中的数据可以通过它们的键进行搜索。

典型操作：通过 ID 获取元素（其中 ID 可以是任意类型，而不仅仅是 int 和 List 一样）。

区别

Set vs. Map：在Set中搜索数据他们自己，而在Map中通过他们的键。

注意标准库 Set 确实是这样实现的：一个键是 Set 元素本身的映射，并且具有一个虚拟值。

List vs. Map：在 List 中，您可以通过它们的 int 索引（在 List 中的位置）访问元素，而在 Map 中，通过它们的任何类型的键（通常：ID）访问元素

List 与 Set：在 List 中，元素受其位置约束并且可以重复，而在 Set 中，元素只是“存在”（或不存在）并且是唯一的（在 equals() 的含义中，或compareTo() 为 SortedSet)

【参考方案4】：

这很简单：如果您需要使用映射到它们的键存储值，请使用 Map 接口，否则使用 List 存储可能重复的值，如果您不希望集合中出现重复值，则最后使用 Set 接口.

这里是完整的解释http://javatutorial.net/choose-the-right-java-collection，包括流程图等

【参考方案5】：

地图

如果选择Map，我制作了这张表格，总结了与 Java 11 捆绑的十个实现中的每一个的特性。

【参考方案6】：

常用集合，常用集合

【讨论】：

HashMap 不是接口。