Java集合基础知识

# Java集合概述

集合类存放于Java.util 包中，主要有3 种：set(集）、list(列表包含Queue）和map(映射)。

Collection：Collection 是集合List、Set、Queue 的最基本的接口。
Iterator：迭代器，可以通过迭代器遍历集合中的数据
Map：是映射表的基础接口

Java集合接口关系

# Java集合之List（列表）

Java 的List 是非常常用的数据类型。List 是有序的Collection。Java List 一共三个实现类：分别是ArrayList、Vector 和LinkedList。

ArrayList：ArrayList 是最常用的List 实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要将已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从ArrayList 的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。
Vector：Vector 与ArrayList 一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问ArrayList 慢。
LinkedList：LinkedList 是用链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。另外，他还提供了List 接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

# Java集合之Set（集合）

Set 注重独一无二的性质,该体系集合用于存储无序(存入和取出的顺序不一定相同)元素，值不能重复。对象的相等性本质是对象hashCode 值（java 是依据对象的内存地址计算出的此序号）判断的，如果想要让两个不同的对象视为相等的，就必须覆盖Object 的 hashCode 方法和equals 方法。

HashSet：哈希表边存放的是哈希值。HashSet 存储元素的顺序并不是按照存入时的顺序（和List 显然不同）而是按照哈希值来存的所以取数据也是按照哈希值取得。元素的哈希值是通过元素的hashcode 方法来获取的, HashSet 首先判断两个元素的哈希值，如果哈希值一样，接着会比较equals 方法如果 equls 结果为true ，HashSet 就视为同一个元素。如果equals 为false 就不是同一个元素。哈希值相同equals 为false 的元素是怎么存储呢,就是在同样的哈希值下顺延（可以认为哈希值相同的元素放在一个哈希桶中）。也就是哈希一样的存一列。
TreeSet：TreeSet()是使用二叉树的原理对新add()的对象按照指定的顺序排序（升序、降序），每增加一个对象都会进行排序，将对象插入的二叉树指定的位置。
LinkHashSet：对于LinkedHashSet 而言，它继承与HashSet 、又基于LinkedHashMap 来实现的。LinkedHashSet 底层使用LinkedHashMap 来保存所有元素，它继承与HashSet，其所有的方法操作上又与HashSet 相同，因此LinkedHashSet 的实现上非常简单，只提供了四个构造方法，并通过传递一个标识参数，调用父类的构造器，底层构造一个LinkedHashMap 来实现，在相关操作上与父类HashSet 的操作相同，直接调用父类HashSet 的方法即可。

# Java集合之Map（映射）

1）HashMap：HashMap 根据键的hashCode 值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。 HashMap 最多只允许一条记录的键为null，允许多条记录的值为null。HashMap 非线程安全，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致。如果需要满足线程安全，可以用 Collections 的synchronizedMap 方法使HashMap 具有线程安全的能力，或者使用ConcurrentHashMap

2）HashTable：Hashtable 是遗留类，很多映射的常用功能与HashMap 类似，不同的是它继承自Dictionary 类，并且是线程安全的，任一时间只有一个线程能写Hashtable，并发性不如ConcurrentHashMap，因为ConcurrentHashMap 引入了分段锁。Hashtable 不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用HashMap 替换，需要线程安全的场合可以ConcurrentHashMap 替换。

3）TreeMap：TreeMap 实现SortedMap 接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，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。

如果使用排序的映射，建议使用 TreeMap。在使用TreeMap 时，key 必须实现Comparable 接口或者在构造TreeMap 传入自定义的Comparator，否则会在运行时抛出java.lang.ClassCastException 类型的异常。

4）LinkedHashMap：LinkedHashMap 是HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序，在用Iterator 遍历LinkedHashMap 时，先得到的记录肯定是先插入的，也可以在构造时带参数，按照访问次序排序。

# Map循环遍历

# 最常见循环遍历方式

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {
   System.out.println( "Key = " + entry.getKey() + ", Value = " + entry.getValue());
}

# 循环遍历keys或values

如果只需要map中的键或者值，你可以通过keySet或values来实现遍历，而不是用entrySet。

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
//遍历map中的键
for (Integer key : map.keySet()) {
   System.out.println( "Key = " + key);
}
//遍历map中的值
for (Integer value : map.values()) {
   System.out.println( "Value = " + value);
}

该方法比entrySet遍历在性能上稍好（快了10%），而且代码更加干净。

# 使用Iterator遍历

使用泛型

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = map.entrySet().iterator();
while (entries.hasNext()) {
   Map.Entry<Integer, Integer> entry = entries.next();
   System.out.println( "Key = " + entry.getKey() + ", Value = " + entry.getValue());
}

不使用泛型

Map map = new HashMap();
Iterator entries = map.entrySet().iterator();
while (entries.hasNext()) {
   Map.Entry entry = (Map.Entry) entries.next();
   Integer key = (Integer)entry.getKey();
   Integer value = (Integer)entry.getValue();
   System.out.println( "Key = " + key + ", Value = " + value);
}

该种方式看起来冗余却有其优点所在。首先，在老版本java中这是惟一遍历map的方式。另一个好处是，你可以在遍历时调用iterator.remove()来删除entries，另两个方法则不能。根据javadoc的说明，如果在for-each遍历中尝试使用此方法，结果是不可预测的。

从性能方面看，该方法类同于for-each遍历（即方法二）的性能。

# 通过键找值遍历

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
for (Integer key : map.keySet()) {
   Integer value = map.get(key);
   System.out.println( "Key = " + key + ", Value = " + value);

作为方法一的替代，这个代码看上去更加干净；但实际上它相当慢且无效率。因为从键取值是耗时的操作（与方法一相比，在不同的Map实现中该方法慢了20%~200%），应尽量避免使用。

# Java集合知识总结

Java集合总结

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