List、Map、Set的區別與聯系及應用場景

一、結構特點

1. List和Set是存儲單列數據的集合，Map是存儲鍵值對這樣的雙列數據的集合；
2. List中存儲的數據是有順序的，並且值允許重復；Map中存儲的數據是無序的，它的鍵是不允許重復的，但是值是允許重復的；Set中存儲的數據是無順序的，並且不允許重復，但元素在集合中的位置是由元素的hashcode決定，即位置是固定的（Set集合是根據hashcode來進行數據存儲的，所以位置是固定的，但是這個位置不是用戶可以控制的，所以對於用戶來說set中的元素還是無序的）。

 

二、實現類

 

1. List接口有三個實現類：
   1.1 LinkedList
   基於鏈表實現，鏈表內存是散列的，增刪快，查找慢；
   1.2 ArrayList
   基於數組實現，非線程安全，效率高，增刪慢，查找快；
   1.3 Vector
   基於數組實現，線程安全，效率低，增刪慢，查找慢；

2. Map接口有四個實現類：
   2.1 HashMap
   基於 hash 表的 Map 接口實現，非線程安全，高效，支持 null 值和 null
   鍵；
   2.2 HashTable
   線程安全，低效，不支持 null 值和 null 鍵；
   2.3 LinkedHashMap
   是 HashMap 的一個子類，保存了記錄的插入順序；
   2.4 SortMap 接口
   TreeMap，能夠把它保存的記錄根據鍵排序，默認是鍵值的升序排序

3. Set接口有兩個實現類：
   3.1 HashSet
   底層是由 Hash Map 實現，不允許集合中有重復的值，使用該方式時需要重寫 equals()和 hash Code()方法；
   3.2 LinkedHashSet
   繼承於 HashSet，同時又基於 LinkedHashMap 來進行實現，底層使用的是 LinkedHashMap

三、區別

 1. List 集合中對象按照索引位置排序，可以有重復對象，允許按照對象在集合中的索引位置檢索對象，例如通過list.get(i)方法來獲取集合中的元素；
 2. Map 中的每一個元素包含一個鍵和一個值，成對出現，鍵對象不可以重復，值對象可以重復；
 3. Set 集合中的對象不按照特定的方式排序，並且沒有重復對象，但它的實現類能對集合中的對象按照特定的方式排序，例如 Tree Set 類，可以按照默認順序，也可以通過實現 Java.util.Comparator< Type >接口來自定義排序方式。

接口實現及父類子類關系圖

四、應用場景

ArrayList與LinkedList的區別和適用場景

Arraylist：

優點：ArrayList是實現了基於動態數組的數據結構,因為地址連續，一旦數據存儲好了，查詢操作效率會比較高（在內存里是連着放的）。

缺點：因為地址連續， ArrayList要移動數據,所以插入和刪除操作效率比較低。   

LinkedList：

優點：LinkedList基於鏈表的數據結構,地址是任意的，所以在開辟內存空間的時候不需要等一個連續的地址，對於新增和刪除操作add和remove，LinedList比較占優勢。LinkedList 適用於要頭尾操作或插入指定位置的場景

缺點：因為LinkedList要移動指針,所以查詢操作性能比較低。

適用場景分析：

 當需要對數據進行對此訪問的情況下選用ArrayList，當需要對數據進行多次增加刪除修改時采用LinkedList。

ArrayList與Vector的區別和適用場景

 ArrayList有三個構造方法：

 

Java代碼 

1. public ArrayList(int initialCapacity)//構造一個具有指定初始容量的空列表。    
2. public ArrayList()//構造一個初始容量為10的空列表。    
3. public ArrayList(Collection<? extends E> c)//構造一個包含指定 collection 的元素的列表   

 Vector有四個構造方法：

 

Java代碼  

1. public Vector()//使用指定的初始容量和等於零的容量增量構造一個空向量。    
2. public Vector(int initialCapacity)//構造一個空向量，使其內部數據數組的大小，其標准容量增量為零。    
3. public Vector(Collection<? extends E> c)//構造一個包含指定 collection 中的元素的向量    
4. public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)//使用指定的初始容量和容量增量構造一個空的向量    

 

ArrayList和Vector都是用數組實現的，主要有這么三個區別：

1.Vector是多線程安全的，線程安全就是說多線程訪問同一代碼，不會產生不確定的結果。而ArrayList不是，這個可以從源碼中看出，Vector類中的方法很多有synchronized進行修飾，這樣就導致了Vector在效率上無法與ArrayList相比；

 

2.兩個都是采用的線性連續空間存儲元素，但是當空間不足的時候，兩個類的增加方式是不同。

 

3.Vector可以設置增長因子，而ArrayList不可以。

 

4.Vector是一種老的動態數組，是線程同步的，效率很低，一般不贊成使用。

適用場景分析：

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，在集合中使用數據量比較大的數據，用Vector有一定的優勢。

 

HashSet與Treeset的適用場景

 

1.TreeSet 是二差樹（紅黑樹的樹據結構）實現的,Treeset中的數據是自動排好序的，不允許放入null值 

2.HashSet 是哈希表實現的,HashSet中的數據是無序的，可以放入null，但只能放入一個null，兩者中的值都不能重復，就如數據庫中唯一約束 

3.HashSet要求放入的對象必須實現HashCode()方法，放入的對象，是以hashcode碼作為標識的，而具有相同內容的String對象，hashcode是一樣，所以放入的內容不能重復。但是同一個類的對象可以放入不同的實例

適用場景分析:

HashSet是基於Hash算法實現的，其性能通常都優於TreeSet。為快速查找而設計的Set，我們通常都應該使用HashSet，在我們需要排序的功能時，我們才使用TreeSet。

 

HashMap與TreeMap、HashTable的區別及適用場景

 HashMap 非線程安全  

HashMap：基於哈希表實現。使用HashMap要求添加的鍵類明確定義了hashCode()和equals()[可以重寫hashCode()和equals()]，為了優化HashMap空間的使用，您可以調優初始容量和負載因子。 

 

TreeMap：非線程安全基於紅黑樹實現。TreeMap沒有調優選項，因為該樹總處於平衡狀態。 

 

適用場景分析：

HashMap和HashTable:HashMap去掉了HashTable的contains方法，但是加上了containsValue()和containsKey()方法。HashTable同步的，而HashMap是非同步的，效率上比HashTable要高。HashMap允許空鍵值，而HashTable不允許。

HashMap：適用於Map中插入、刪除和定位元素。 

Treemap：適用於按自然順序或自定義順序遍歷鍵(key)。

 

 原文出處：

三大集合：List、Map、Set的區別與聯系, https://blog.csdn.net/yangxingpa/article/details/81023138

Java中的List、Set和Map的各自特征及使用場景, https://blog.csdn.net/yeshengchao/article/details/84000644

list與Set、Map區別及適用場景, cnblogs.com/yancys/p/7569973.html