java集合类特点总结

在java中，会用到很多集合类，种类很多，有的时候反而会让人感觉难以选择最优的数据结构，于是总结了一下各个集合类的用法，以便随时查阅。
先来一张集合类框图：

图片转自http://www.cnblogs.com/xwdreamer/archive/2012/05/30/2526822.html
本文只关注实现类的使用和注意事项 ，不涉及接口抽象类和源码分析，没什么干货，谅解。。

1. Set类
   HashSet: 元素在该集合中时无序的，插入顺序和遍历顺序不一样，同时，重复添加会造成覆盖。非线程安全，只能自己在外部进行控制；
   TreeSet: 元素默认情况下按某种方式排序，若用户需要自定义排序，放入该集合中的元素需要实现Comparable接口，同样非线程安全；
   LinkedHashSet： 不可重复，但能够保持插入顺序，非线程安全。
2. List类
   ArrayList：插入顺序和遍历顺序相同，因为是基于数组实现的，所以查找效率较高，适合插入删除操作较少，查询较多的数据结构。非线程安全；
   LinkedList： 基于链表结构实现，适合插入删除操作，但是不利于查找。非线程安全；
3. Map类
   HashMap： 这几乎是最常用的Map类了，键值型的数据结构为程序员提供了不同于list和set的选择。同时，HashMap基于散列表存储，性能表现很好。对于key来说，不能重复。如果发生hash冲突则会影响性能。因为根据hashcode决定存储地址，所以是无序的。非线程安全。
   LinkedHashMap： 初始化的时候有两个选择需要注意

LinkedHashMap<String,String> linkedHashMap=new LinkedHashMap<String,String>();
LinkedHashMap<String,String> lruMap=new LinkedHashMap<>(12, 0.75f, true)

第一种map，插入顺序和和遍历顺序保持一致，发生key值重复的话在相同位置覆盖原来的元素，但不影响遍历的顺序。
第二种，构造函数参数为true的话，实现LRU算法，即最近最少使用，每次访问map中的元素时，该键值对将被移动到表头，如以下代码：

        //实现lru算法
        LinkedHashMap<String,String> lruMap=new LinkedHashMap<>(12, 0.75f, true);
        for(int i=1;i<=10;i++){
            lruMap.put("key"+i, "fucked"+i);
        }
        lruMap.get("key"+3);
        for(Map.Entry<String, String> entry:lruMap.entrySet()){
            System.out.println(entry.getKey());
        }

程序输出：

可以看到，key3在访问之后，键值对移动了位置；有的时候需要设计一定长度的LRU队列，老化节点出队， 统计在一定时间内某些数据的活跃程度，可以继承LinkedHashMap,并重写相关方法，设计自己的LRU队列；
TreeMap：底层实现基于红黑树结构，非常复杂，但用起来比较简单，值不能重复。默认按照key值进行升序排序 。若想实现自定义排序，在初始化的时候构造函数中实现comparator比较器，同样也是基于key值进行排序，若想基于value值进行排序，比较麻烦，可以转换成其他数据结构，比如list。用Collection.sort()方式实现自定义按照value值排序。关于TreeMap和红黑树的详细介绍参看chenssy大神的java提高篇之TreeMap：http://blog.csdn.net/chenssy/article/details/26668941
WeakHashMap：当除了自身的key的引用外，若此key没有其他的引用，那么Map将自动丢弃该键值对：

WeakHashMap<String,String> whm=new WeakHashMap<String,String>();
        String a=new String("shit");
        String b=new String("fuck");
        whm.put(a, "this is a");
        whm.put(b, "this is b");
        a=null;
        System.gc();
        Iterator<Map.Entry<String, String>> it=whm.entrySet().iterator();
        while(it.hasNext()){
            Map.Entry<String, String> entry=it.next();
            System.out.println(entry.getKey());
        }

程序只输出一个fuck，注意，只有在遍历或者访问的时候才会执行回收！如果你什么都不干，是不会释放内存的！很哲学的问题，在打开盒子之前，你永远不知道盒子里有什么以及有多少东西。
IdentityHashMap: 在比较key值是否相等时，比较的是引用，即使用==，而HashMap比较key则是用equal,看代码：

String a=new String("shit");
        String b="shit";
        IdentityHashMap<String,String> map=new IdentityHashMap<>();
        map.put(a, "this is a");
        map.put(b, "this is b");    
        for(Map.Entry<String, String> entry:map.entrySet()){
            System.out.println(entry.getKey()+"|"+entry.getValue());
        }

程序输出：
shit|this is b
shit|this is a
比如需要统计学生成绩，key为name,value为grade，如果使用HashMap，不太好处理同名的情况，但使用IdentityHashMap就可以简单的避免这种问题；
Hashtable： 和hashmap特性差不多，但是线程安全的，实际上并不绝对，还是需要更高层次的并发控制，不接受null值，不管是key或者value放入null值会报异常；
以上就是各种集合的简单总结，水平有限，只能在表面上学习一点用法，底层的实现和细节还需要慢慢的学习理解。