Java集合容器类

一、Collection & Collections

首先，Collection和Collections是两个不同的概念。Collection是容器层次结构中的根接口，而Collections是一个提供一些处理容器类静态方法的类。

JDK不提供Collection接口的具体是夏安，而是提供了更加具体的子接口(如Set和List)实现。

问：Collection接口有何作用？

答：所有容器的实现类（如ArrayList实现了List接口，HashSet实现了Set接口）提供了两个“标准”的构造函数来实现：1、一个无参的构造方法(void);  2、一个带有Collection类型单参数构造方法，用于创建一个具有其参数相同元素的新的Collection及其实现类等。实际上：因为所有通用的容器类遵从Collection接口，用第二种构造方法是允许容器之间相互复制。

二、Collection的类层次结构

1、Set 一个不包括重复元素(包括可变对象)的Collection，是一种无序的集合。Set不包含满足 a.equals(b) 的元素对a和b，并且最多有一个null。实现Set的接口有: EnumSet、HashSet、TreeSet等。

2、List 一个有序的Collection（也称序列），元素可以重复。确切地说，列表通常允许满足e1.equas(e2)的元素对e1和e2，并且如果列表本身允许null元素的话，通常允许多个null元素。实现List的有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack等。

3、Queue 一种队列是双端队列，支持在头、尾两端插入和移除元素，主要包括：ArrayDeque、LinkedBlockingDeque、LinkedList。另一种是阻塞式队列，队列满了以后再插入于是怒就会抛出异常，主要包括ArrayBloakQueue、ProrityBlockingQueue、LinkedBlockingQueue。

三、Map类的层次结构

Map是一个键值对的集合，也就是说，一个映射不能包含重复的键，每个键最多映射到一个值。

四、容器接口

五、面试问题总结

（一）Vector和ArrayList

1、Vector是线程同步的，所以它也是线程安全的，而ArrayList是线程异步的，是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素，一般用ArrayList效率比较高。

2、如果集合中的元素的数目大于目前数组的长度时，Vector增长率为目前数组长度的100%，而ArrayList增长率为目前数组长度的50%。如果在集合中使用数据量较大的数据，用Vector有一定的优势。

3、如果查找一个指定位置的数据，Vector和ArrayList使用的时间是相同的，都是O(1)，这个时候使用Vector和ArrayList都可以，而如果移动一个指定位置的数据花费的时间为O(n-i)，n为总长度，这个时候就应考虑到使用LinkedList，因为它移动一个指定位置的数据所花费时间为O(1)，而查询一个指定位置的数据时花费的时间为O(i)。

->  ArrayList和Vector是采用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，都允许直接序号索引匀速，但是插入数据要涉及到数组元素移动等内存操作，所以索引数据快，插入数据慢，Vector由于使用了synchronized方法（线程安全），所以性能上比ArrayList要差，LinkedList使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行向前或向后遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入速度较快！

（二）ArrayList和LinkedList

1、ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。

2、对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。

3、对于新增和删除操作add/remove，LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动指针。

-> 注：若只对单条数据插入或删除，ArrayList的速度反而由于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据，ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据，LinkedList的速度大大优于ArrayList，因为ArrayList每插入一条数据，要移动插入点及之后的所有数据。

（三）HashMap和TreeMap

1、HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序。如果你需要得到一个有序的结果就应该选择TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。两种常规的Map实现：HashMap和TreeMap（TreeMap实现SortedMap接口）。

2、在Map中插入、删除和查找元素，HashMap是最好的选择。但若按照自然顺序或自定义顺序遍历Key键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode() 和 equals() 的实现。这个TreeMap没有调优选项，因为树总处于平衡状态。

（四）HashMap和HashTable

1、历史原因：HashTable是基于陈旧的Dictionary类的，HashMap是Java1.2引进的Map接口的一个实现。

2、同步性：Hashtable是线程安全的，也就是说是同步的，而HashMap是线程不安全的，是异步的。

3、值：只有HashMap可以让你将控制null作为一个表的条目的key或value。

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