java集合（list,set,map)

集合

集合與數組

數組（可以存儲基本數據類型）是用來存現對象的一種容器，但是數組的長度固定，不適合在對象數量未知的情況下使用。

集合（只能存儲對象，對象類型可以不一樣）的長度可變，可在多數情況下使用。
注：數組我在前面的博客講了大家可以看下

集合中接口和類的關系

Collection接口是集合類的根接口，Java中沒有提供這個接口的直接的實現類。但是卻讓其被繼承產生了兩個接口，就是Set和List。Set中不能包含重復的元素。List是一個有序的集合，可以包含重復的元素，提供了按索引訪問的方式。

Map是Java.util包中的另一個接口，它和Collection接口沒有關系，是相互獨立的，但是都屬於集合類的一部分。Map包含了key-value對。Map不能包含重復的key，但是可以包含相同的value。

Iterator所有的集合類，都實現了Iterator接口，這是一個用於遍歷集合中元素的接口，主要包含以下三種方法：
1.hasNext()是否還有下一個元素。
2.next()返回下一個元素。
3.remove()刪除當前元素。

層次圖

圖一這個比較簡單

圖二完整

list,set,map對比

接口	子接口	是否有序	是否允許元素重復
Collection		否
List	ArrayList	否	是
	LinkedList	否	是
	Vector	否	是
Set	AbstractSet	否	否
	HashSet	否	否
	TreeSet	是（用二叉排序樹）	否
Map	AbstractMap	否	使用key-value來映射和存儲數據，key必須唯一，value可以重復
	HashMap		否
	TreeMap	是（用二叉排序樹）	使用key-value來映射和存儲數據，key必須唯一，value可以重復

list（有序、可重復）

List里存放的對象是有序的，同時也是可以重復的，List關注的是索引，擁有一系列和索引相關的方法，查詢速度快。因為往list集合里插入或刪除數據時，會伴隨着后面數據的移動，所有插入刪除數據速度慢。

ArrayList

　　ArrayList是基於數組的，在初始化ArrayList時，會構建空數組（Object[] elementData={}）。ArrayList是一個無序的，它是按照添加的先后順序排列，當然，他也提供了sort方法，如果需要對ArrayList進行排序，只需要調用這個方法，提供Comparator比較器即可

add操作：

　　1）如果是第一次添加元素，數組的長度被擴容到默認的capacity，也就是10.

　　2) 當發覺同時添加一個或者是多個元素，數組長度不夠時，就擴容，這里有兩種情況：

　　只添加一個元素，例如：原來數組的capacity為10，size已經為10，不能再添加了。需要擴容，新的capacity=old capacity+old capacity>>1=10+10/2=15.即新的容量為15。

　　當同時添加多個元素時，原來數組的capacity為10，size為10，當同時添加6個元素時。它需要的min capacity為16，而按照capacity=old capacity+old capacity>>1=10+10/2=15。new capacity小於min capacity，則取min capacity。

　　對於添加，如果不指定下標，就直接添加到數組后面，不涉及元素的移動，如果要添加到某個特定的位置，那需要將這個位置開始的元素往后挪一個位置，然后再對這個位置設置。

Remove操作：

　Remove提供兩種，按照下標和value。

　　1）remove(int index)：首先需要檢查Index是否在合理的范圍內。其次再調用System.arraycopy將index之后的元素向前移動。

　　2）remove(Object o)：首先遍歷數組，獲取第一個相同的元素，獲取該元素的下標。其次再調用System.arraycopy將index之后的元素向前移動。

Get操作：

　　這個比較簡單，直接對數組進行操作即可。

LinkedList

　　LinkedList是基於鏈表的，它是一個雙向鏈表，每個節點維護了一個prev和next指針。同時對於這個鏈表，維護了first和last指針，first指向第一個元素，last指向最后一個元素。LinkedList是一個無序的鏈表，按照插入的先后順序排序，不提供sort方法對內部元素排序。

Add元素：

　　LinkedList提供了幾個添加元素的方法：addFirst、addLast、addAll、add等，時間復雜度為O(1)。

Remove元素：

　　LinkedList提供了幾個移除元素的方法：removeFirst、removeLast、removeFirstOccurrence、remove等，時間復雜度為O(1)。

Get元素：

　　根據給定的下標index，判斷它first節點、last直接距離，如果index<size（數組元素個數)/2,就從first開始。如果大於，就從last開始。這個和我們平常思維不太一樣，也許按照我們的習慣，從first開始。這也算是一點小心的優化吧。

遍歷

在類集中提供了以下四種的常見輸出方式：

1）Iterator：迭代輸出，是使用最多的輸出方式。

2）ListIterator：是Iterator的子接口，專門用於輸出List中的內容。

3）foreach輸出：JDK1.5之后提供的新功能，可以輸出數組或集合。

4）for循環

代碼示例如下：

for的形式：for（int i=0;i<arr.size();i++）{...}

foreach的形式： for（int　i：arr）{...}

iterator的形式：
Iterator it = arr.iterator();
while(it.hasNext()){ object o =it.next(); ...}

Set（無序、不能重復）

Set里存放的對象是無序，不能重復的，集合中的對象不按特定的方式排序，只是簡單地把對象加入集合中。

HashSet

　　HashSet是基於HashMap來實現的，操作很簡單，更像是對HashMap做了一次“封裝”，而且只使用了HashMap的key來實現各種特性，而HashMap的value始終都是PRESENT。

　　HashSet不允許重復（HashMap的key不允許重復，如果出現重復就覆蓋），允許null值，非線程安全。

構造方法

**HashSet() **
　　構造一個新的空 set，其底層 HashMap 實例的默認初始容量是 16，加載因子是 0.75。
**HashSet(Collection<? extends E> c) **
　　構造一個包含指定 collection 中的元素的新 set。
**HashSet(int initialCapacity) **
　　構造一個新的空 set，其底層 HashMap 實例具有指定的初始容量和默認的加載因子（0.75）。
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)
　　構造一個新的空 set，其底層 HashMap 實例具有指定的初始容量和指定的加載因子。

方法

boolean add(E e) **
　　如果此 set 中尚未包含指定元素，則添加指定元素。
void clear()
　　從此 set 中移除所有元素。
** Object clone() **
　　返回此 HashSet 實例的淺表副本：並沒有復制這些元素本身。
** boolean contains(Object o) **
　　如果此 set 包含指定元素，則返回 true。
** boolean isEmpty()
　　如果此 set 不包含任何元素，則返回 true。
** Iterator iterator() **
　　返回對此 set 中元素進行迭代的迭代器。
** boolean remove(Object o) **
　　如果指定元素存在於此 set 中，則將其移除。
** int size()**
　　返回此 set 中的元素的數量（set 的容量）。

TreeSet

　　基於 TreeMap 的 NavigableSet 實現。使用元素的自然順序對元素進行排序，或者根據創建 set 時提供的 Comparator進行排序，具體取決於使用的構造方法。

　　構造方法和方法比較類似就不說了

遍歷（和list相似）

對 set 的遍歷

1.迭代遍歷：

Set<String> set = new HashSet<String>();  
Iterator<String> it = set.iterator();  
while (it.hasNext()) {  
  String str = it.next();  
  System.out.println(str);  
}  

2.for(foreach)循環遍歷：

for (String str : set) {  
      System.out.println(str);  
}  

Map（鍵值對、鍵唯一、值不唯一）

　　Map集合中存儲的是鍵值對，鍵不能重復，值可以重復。根據鍵得到值，對map集合遍歷時先得到鍵的set集合，對set集合進行遍歷，得到相應的值。

HashMap

　　數組方式存儲key/value，線程非安全，允許null作為key和value，key不可以重復，value允許重復，不保證元素迭代順序是按照插入時的順序，key的hash值是先計算key的hashcode值，然后再進行計算，每次容量擴容會重新計算所以key的hash值，會消耗資源，要求key必須重寫equals和hashcode方法

　　默認初始容量16，加載因子0.75，擴容為舊容量乘2，查找元素快，如果key一樣則比較value，如果value不一樣，則按照鏈表結構存儲value，就是一個key后面有多個value；

方法

1、添加：

　　V put(K key, V value) （可以相同的key值，但是添加的value值會覆蓋前面的，返回值是前一個，如果沒有就返回null）

　　putAll(Map<? extends K,? extends V> m) 從指定映射中將所有映射關系復制到此映射中（可選操作）。

2、刪除

　　remove() 刪除關聯對象，指定key對象

　　clear() 清空集合對象

3、獲取

　　value get(key) 可以用於判斷鍵是否存在的情況。當指定的鍵不存在的時候，返回的是null。

４、判斷：

　　boolean isEmpty() 長度為0返回true否則false

　　boolean containsKey(Object key) 判斷集合中是否包含指定的key

　　boolean containsValue(Object value) 判斷集合中是否包含指定的value

4、長度：

　Int size（）

　　map的主要的方法就這幾個

Hashtable

　　Hashtable與HashMap類似，是HashMap的線程安全版，它支持線程的同步，即任一時刻只有一個線程能寫Hashtable，因此也導致了Hashtale在寫入時會比較慢，它繼承自Dictionary類，不同的是它不允許記錄的鍵或者值為null，同時效率較低。

LinkedHashMap

LinkedHashMap保存了記錄的插入順序，在用Iteraor遍歷LinkedHashMap時，先得到的記錄肯定是先插入的，在遍歷的時候會比HashMap慢，有HashMap的全部特性。

TreeMap

　　基於紅黑二叉樹的NavigableMap的實現，線程非安全，不允許null，key不可以重復，value允許重復，存入TreeMap的元素應當實現Comparable接口或者實現Comparator接口，會按照排序后的順序迭代元素，兩個相比較的key不得拋出classCastException。主要用於存入元素的時候對元素進行自動排序，迭代輸出的時候就按排序順序輸出

遍歷

第一種：KeySet()
　　將Map中所有的鍵存入到set集合中。因為set具備迭代器。所有可以迭代方式取出所有的鍵，再根據get方法。獲取每一個鍵對應的值。 keySet():迭代后只能通過get()取key 。
　　取到的結果會亂序，是因為取得數據行主鍵的時候，使用了HashMap.keySet()方法，而這個方法返回的Set結果，里面的數據是亂序排放的。

	Map map = new HashMap();
	map.put("key1","lisi1");
	map.put("key2","lisi2");
	map.put("key3","lisi3");
	map.put("key4","lisi4");  
	//先獲取map集合的所有鍵的set集合，keyset（）
	Iterator it = map.keySet().iterator();
 	//獲取迭代器
	while(it.hasNext()){
		Object key = it.next();
		System.out.println(map.get(key));
	}

第二種： values() 獲取所有的值.
Collection values() 不能獲取到key對象

        Collection<String> vs = map.values();
        Iterator<String> it = vs.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            String value = it.next();
            System.out.println(" value=" + value);
        }

第三種：entrySet（）
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() //返回此映射中包含的映射關系的 Set 視圖。（一個關系就是一個鍵-值對），就是把(key-value)作為一個整體一對一對地存放到Set集合當中的。Map.Entry表示映射關系。entrySet()：迭代后可以e.getKey()，e.getValue()兩種方法來取key和value。返回的是Entry接口。
典型用法如下：

// 返回的Map.Entry對象的Set集合 Map.Entry包含了key和value對象
        Set<Map.Entry<Integer, String>> es = map.entrySet();

        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = es.iterator();

        while (it.hasNext()) {
            
            // 返回的是封裝了key和value對象的Map.Entry對象
            Map.Entry<Integer, String> en = it.next();

            // 獲取Map.Entry對象中封裝的key和value對象
            Integer key = en.getKey();
            String value = en.getValue();

            System.out.println("key=" + key + " value=" + value);
        }

　　推薦使用第三種方式，即entrySet()方法，效率較高。
　　對於keySet其實是遍歷了2次，一次是轉為iterator，一次就是從HashMap中取出key所對於的value。而entryset只是遍歷了第一次，它把key和value都放到了entry中，所以快了。兩種遍歷的遍歷時間相差還是很明顯的。

總結：

Vector和ArrayList

　　1，vector是線程同步的，所以它也是線程安全的，而arraylist是線程異步的，是不安全的。如果不考慮到線程的安全因素，一般用arraylist效率比較高。

　　2，如果集合中的元素的數目大於目前集合數組的長度時，vector增長率為目前數組長度的100%，而arraylist增長率為目前數組長度的50%。如果在集合中使用數據量比較大的數據，用vector有一定的優勢。

　　3，如果查找一個指定位置的數據，vector和arraylist使用的時間是相同的，如果頻繁的訪問數據，這個時候使用vector和arraylist都可以。而如果移動一個指定位置會導致后面的元素都發生移動，這個時候就應該考慮到使用linklist,因為它移動一個指定位置的數據時其它元素不移動。

　　ArrayList 和Vector是采用數組方式存儲數據，此數組元素數大於實際存儲的數據以便增加和插入元素，都允許直接序號索引元素，但是插入數據要涉及到數組元素移動等內存操作，所以索引數據快，插入數據慢，Vector由於使用了synchronized方法（線程安全）所以性能上比ArrayList要差，LinkedList使用雙向鏈表實現存儲，按序號索引數據需要進行向前或向后遍歷，但是插入數據時只需要記錄本項的前后項即可，所以插入數度較快。

arraylist和linkedlist

　　1.ArrayList是實現了基於動態數組的數據結構，LinkedList基於鏈表的數據結構。

　　2.對於隨機訪問get和set，ArrayList覺得優於LinkedList，因為LinkedList要移動指針。

　　3.對於新增和刪除操作add和remove，LinedList比較占優勢，因為ArrayList要移動數據。 這一點要看實際情況的。若只對單條數據插入或刪除，ArrayList的速度反而優於LinkedList。但若是批量隨機的插入刪除數據，LinkedList的速度大大優於ArrayList. 因為ArrayList每插入一條數據，要移動插入點及之后的所有數據。

HashMap與TreeMap

　　1、 HashMap通過hashcode對其內容進行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某種固定的順序，如果你需要得到一個有序的結果你就應該使用TreeMap（HashMap中元素的排列順序是不固定的）。

　　2、在Map 中插入、刪除和定位元素，HashMap是最好的選擇。但如果您要按自然順序或自定義順序遍歷鍵，那么TreeMap會更好。使用HashMap要求添加的鍵類明確定義了hashCode()和 equals()的實現。

　　兩個map中的元素一樣，但順序不一樣，導致hashCode()不一樣。

　　同樣做測試：
　　　　在HashMap中，同樣的值的map,順序不同，equals時，false;
　　　　而在treeMap中，同樣的值的map,順序不同,equals時，true，說明，treeMap在equals()時是整理了順序了的。

HashTable與HashMap

　　1、同步性:Hashtable是線程安全的，也就是說是同步的，而HashMap是線程序不安全的，不是同步的。

　　2、HashMap允許存在一個為null的key，多個為null的value 。

　　3、hashtable的key和value都不允許為null。