概述:
List , Set, Map都是接口,前两个继承至Collection接口,Map为独立接口
Set下有HashSet,LinkedHashSet,TreeSet
List下有ArrayList,Vector,LinkedList
Map下有Hashtable,LinkedHashMap,HashMap,TreeMap
Collection接口下还有个Queue接口,有PriorityQueue类
注意:
Queue接口与List、Set同一级别,都是继承了Collection接口。
看图你会发现,LinkedList既可以实现Queue接口,也可以实现List接口.只不过呢, LinkedList实现了Queue接口。Queue接口窄化了对LinkedList的方法的访问权限(即在方法中的参数类型如果是Queue时,就完全只能访问Queue接口所定义的方法 了,而不能直接访问 LinkedList的非Queue的方法),以使得只有恰当的方法才可以使用。
SortedSet是个接口,它里面的(只有TreeSet这一个实现可用)中的元素一定是有序的。
List特点:元素有放入顺序,元素可重复 ,Set特点:元素无放入顺序,元素不可重复,重复元素会覆盖掉,(注意:元素虽然无放入顺序,但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的,其位置其实是固定的,加入Set 的Object必须定义equals()方法 ,另外list支持for循环,也就是通过下标来遍历,也可以用迭代器,但是set只能用迭代,因为他无序,无法用下标来取得想要的值。)
— List 有序,可重复
ArrayList与LinkedList的区别和适用场景
Arraylist:
优点:ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续,一旦数据存储好了,查询操作效率会比较高(在内存里是连着放的)。
缺点:因为地址连续, ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低,线程不安全
LinkedList:
优点:LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的,所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址,对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景
缺点:因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。
适用场景分析:
当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList,当需要对数据进行多次增加删除修改时采用LinkedList。
ArrayList与Vector的区别和适用场景
ArrayList有三个构造方法:
Java代码
public ArrayList(int initialCapacity)//构造一个具有指定初始容量的空列表。
public ArrayList()//构造一个初始容量为10的空列表。
public ArrayList(Collection extends E> c)//构造一个包含指定 collection 的元素的列表
Vector有四个构造方法:
Java代码
public Vector()//使用指定的初始容量和等于零的容量增量构造一个空向量。
public Vector(int initialCapacity)//构造一个空向量,使其内部数据数组的大小,其标准容量增量为零。
public Vector(Collection extends E> c)//构造一个包含指定 collection 中的元素的向量
public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)//使用指定的初始容量和容量增量构造一个空的向量
ArrayList和Vector都是用数组实现的,主要有这么三个区别:
1.Vector是多线程安全的,线程安全就是说多线程访问同一代码,不会产生不确定的结果。而ArrayList不是,这个可以从源码中看出,Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰,这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比;
2.两个都是采用的线性连续空间存储元素,但是当空间不足的时候,两个类的增加方式是不同。
3.Vector可以设置增长因子,而ArrayList不可以。
4.Vector是一种老的动态数组,是线程同步的,效率很低,一般不赞成使用。
适用场景分析:
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集合数组的长度时,在集合中使用数据量比较大的数据,用Vector有一定的优势。
ArrayList
优点: 底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
缺点: 线程不安全,效率高
Vector
优点: 底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
缺点: 线程安全,效率低
LinkedList
优点: 底层数据结构是链表,查询慢,增删快。
缺点: 线程不安全,效率高
—Set 无序,唯一
HashSet与Treeset的区别和适用场景
1.TreeSet 是二差树(红黑树的树据结构)实现的,Treeset中的数据是自动排好序的,不允许放入null值
2.HashSet 是哈希表实现的,HashSet中的数据是无序的,可以放入null,但只能放入一个null,两者中的值都不能重复,就如数据库中唯一约束
3.HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法,放入的对象,是以hashcode码作为标识的,而具有相同内容的String对象,hashcode是一样,所以放入的内容不能重复。但是同一个类的对象可以放入不同的实例
适用场景分析:
HashSet是基于Hash算法实现的,其性能通常都优于TreeSet。为快速查找而设计的Set,我们通常都应该使用HashSet,在我们需要排序的功能时,我们才使用TreeSet。
HashSet
底层数据结构是哈希表。(无序,唯一)
如何来保证元素唯一性?
1.依赖两个方法:hashCode()和equals()
LinkedHashSet
底层数据结构是链表和哈希表。(FIFO插入有序,唯一)
1.由链表保证元素有序
2.由哈希表保证元素唯一
TreeSet
底层数据结构是红黑树。(唯一,有序)
1. 如何保证元素排序的呢?
自然排序
比较器排序
2.如何保证元素唯一性的呢?
根据比较的返回值是否是0来决定
针对Collection集合我们到底使用谁呢?(掌握)
Map接口:
上图:
HashMap与TreeMap、HashTable的区别及适用场景
HashMap 非线程安全
HashMap:基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()],为了优化HashMap空间的使用,您可以调优初始容量和负载因子。
TreeMap:非线程安全基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项,因为该树总处于平衡状态。
适用场景分析:
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允许空键值,而HashTable不允许。
HashMap:适用于Map中插入、删除和定位元素。
Treemap:适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。
Map接口有三个比较重要的实现类,分别是HashMap、TreeMap和HashTable。
TreeMap是有序的,HashMap和HashTable是无序的。
Hashtable的方法是同步的,HashMap的方法不是同步的。这是两者最主要的区别。
这就意味着:
Hashtable是线程安全的,HashMap不是线程安全的。
HashMap效率较高,Hashtable效率较低。
如果对同步性或与遗留代码的兼容性没有任何要求,建议使用HashMap。 查看Hashtable的源代码就可以发现,除构造函数外,Hashtable的所有 public 方法声明中都有 synchronized关键字,而HashMap的源码中则没有。
Hashtable不允许null值,HashMap允许null值(key和value都允许)
父类不同:Hashtable的父类是Dictionary,HashMap的父类是AbstractMap
重点问题重点分析:
(一).TreeSet, LinkedHashSet and HashSet 的区别
1. 介绍
TreeSet, LinkedHashSet and HashSet 在java中都是实现Set的数据结构
TreeSet的主要功能用于排序
LinkedHashSet的主要功能用于保证FIFO即有序的集合(先进先出)
HashSet只是通用的存储数据的集合
2. 相同点
Duplicates elements: 因为三者都实现Set interface,所以三者都不包含duplicate elements
Thread safety: 三者都不是线程安全的,如果要使用线程安全可以Collections.synchronizedSet()
3. 不同点
Performance and Speed: HashSet插入数据最快,其次LinkHashSet,最慢的是TreeSet因为内部实现排序
Ordering: HashSet不保证有序,LinkHashSet保证FIFO即按插入顺序排序,TreeSet安装内部实现排序,也可以自定义排序规则
null:HashSet和LinkHashSet允许存在null数据,但是TreeSet中插入null数据时会报NullPointerException
4. 代码比较
public static void main(String args[]) {
HashSet hashSet = new HashSet<>();
LinkedHashSet linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
TreeSet treeSet = new TreeSet<>();
for (String data : Arrays.asList("B", "E", "D", "C", "A")) {
hashSet.add(data);
linkedHashSet.add(data);
treeSet.add(data);
}
//不保证有序
System.out.println("Ordering in HashSet :" + hashSet);
//FIFO保证安装插入顺序排序
System.out.println("Order of element in LinkedHashSet :" + linkedHashSet);
//内部实现排序
System.out.println("Order of objects in TreeSet :" + treeSet);
}
运行结果:
Ordering in HashSet :[A, B, C, D, E] (无顺序)
Order of element in LinkedHashSet :[B, E, D, C, A] (FIFO插入有序)
Order of objects in TreeSet :[A, B, C, D, E] (排序)
(二).TreeSet的两种排序方式比较
1.排序的引入(以基本数据类型的排序为例)
由于TreeSet可以实现对元素按照某种规则进行排序,例如下面的例子
public class MyClass {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
// 自然顺序进行排序
TreeSet ts = new TreeSet();
// 创建元素并添加
// 20,18,23,22,17,24,19,18,24
ts.add(20);
ts.add(18);
ts.add(23);
ts.add(22);
ts.add(17);
ts.add(24);
ts.add(19);
ts.add(18);
ts.add(24);
// 遍历
for (Integer i : ts) {
System.out.println(i);
}
}
}
运行结果:
17
18
19
20
22
23
24
2.如果是引用数据类型呢,比如自定义对象,又该如何排序呢?
测试类:
public class MyClass {
public static void main(String[] args) {
TreeSet ts=new TreeSet();
//创建元素对象
Student s1=new Student("zhangsan",20);
Student s2=new Student("lis",22);
Student s3=new Student("wangwu",24);
Student s4=new Student("chenliu",26);
Student s5=new Student("zhangsan",22);
Student s6=new Student("qianqi",24);
//将元素对象添加到集合对象中
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
//遍历
for(Student s:ts){
System.out.println(s.getName()+"-----------"+s.getAge());
}
}
}
Student.java:
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student() {
super();
// TODO Auto-generated constructor stub
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
结果报错:
原因分析:
由于不知道该安照那一中排序方式排序,所以会报错。
解决方法:
1.自然排序
2.比较器排序
(1).自然排序
自然排序要进行一下操作:
1.Student类中实现 Comparable接口
2.重写Comparable接口中的Compareto方法compareTo(T o) 比较此对象与指定对象的顺序。
1
public class Student implements Comparable{
private String name;
private int age;
public Student() {
super();
// TODO Auto-generated constructor stub
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public int compareTo(Student s) {
//return -1; //-1表示放在红黑树的左边,即逆序输出
//return 1; //1表示放在红黑树的右边,即顺序输出
//return o; //表示元素相同,仅存放第一个元素
//主要条件 姓名的长度,如果姓名长度小的就放在左子树,否则放在右子树
int num=this.name.length()-s.name.length();
//姓名的长度相同,不代表内容相同,如果按字典顺序此 String 对象位于参数字符串之前,则比较结果为一个负整数。
//如果按字典顺序此 String 对象位于参数字符串之后,则比较结果为一个正整数。
//如果这两个字符串相等,则结果为 0
int num1=num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
//姓名的长度和内容相同,不代表年龄相同,所以还要判断年龄
int num2=num1==0?this.age-s.age:num1;
return num2;
}
}
运行结果:
lis-----------22
qianqi-----------24
wangwu-----------24
chenliu-----------26
zhangsan-----------20
zhangsan-----------22
(2).比较器排序
比较器排序步骤:
1.单独创建一个比较类,这里以MyComparator为例,并且要让其继承Comparator接口
2.重写Comparator接口中的Compare方法
compare(T o1,T o2) 比较用来排序的两个参数。
1
3.在主类中使用下面的 构造方法
TreeSet(Comparator superE> comparator)
构造一个新的空 TreeSet,它根据指定比较器进行排序。
1
2
测试类:
public class MyClass {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
//TreeSet(Comparator super E> comparator) 构造一个新的空 TreeSet,它根据指定比较器进行排序。
TreeSet ts=new TreeSet(new MyComparator());
//创建元素对象
Student s1=new Student("zhangsan",20);
Student s2=new Student("lis",22);
Student s3=new Student("wangwu",24);
Student s4=new Student("chenliu",26);
Student s5=new Student("zhangsan",22);
Student s6=new Student("qianqi",24);
//将元素对象添加到集合对象中
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
//遍历
for(Student s:ts){
System.out.println(s.getName()+"-----------"+s.getAge());
}
}
}
Student.java:
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student() {
super();
// TODO Auto-generated constructor stub
}
public Student(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
MyComparator类:
public class MyComparator implements Comparator {
@Override
public int compare(Student s1,Student s2) {
// 姓名长度
int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
// 姓名内容
int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
// 年龄
int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
return num3;
}
}
运行结果:
lis-----------22
qianqi-----------24
wangwu-----------24
chenliu-----------26
zhangsan-----------20
zhangsan-----------22(三). 性能测试
对象类:
class Dog implements Comparable {
int size;
public Dog(int s) {
size = s;
}
public String toString() {
return size + "";
}
@Override
public int compareTo(Dog o) {
//数值大小比较
return size - o.size;
}
}
主类:
public class MyClass {
public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
HashSet hashSet = new HashSet();
TreeSet treeSet = new TreeSet();
LinkedHashSet linkedSet = new LinkedHashSet();
// start time
long startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
hashSet.add(new Dog(x));
}
// end time
long endTime = System.nanoTime();
long duration = endTime - startTime;
System.out.println("HashSet: " + duration);
// start time
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
treeSet.add(new Dog(x));
}
// end time
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("TreeSet: " + duration);
// start time
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10;
linkedSet.add(new Dog(x));
}
// end time
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("LinkedHashSet: " + duration);
}
}
运行结果:
HashSet: 1544313
TreeSet: 2066049
LinkedHashSet: 629826
虽然测试不够准确,但能反映得出,TreeSet要慢得多,因为它是有序的。
好了,至此完结.小伙伴有问题的话,请留言
参考文章:
HashSet、TreeSet和LinkedHashSet的使用区别
Collection集合总结
HashMap、TreeMap和HashTable的区别
Java集合类: Set、List、Map、Queue使用场景梳理
JAVA集合类汇总
转载 https://blog.csdn.net/zhangqunshuai/article/details/80660974