Java集合详解

Java集合详解

1.数组和集合的比较

数组不是面向对象的，存在明显的缺陷，集合弥补了数组的缺点，比数组更灵活更实用，而且不同的集合框架类可适用不同场合。如下：

1. 数组能存放基本数据类型和对象，而集合类存放的都是对象，集合类不能存放基本数据类型。数组和集合存放的对象皆为对象的引用地址。
2. 数组容易固定无法动态改变，集合类容量动态改变。
3. 数组无法判断其中实际存有多少元素，length只告诉了数组的容量，而集合的size()可以确切知道元素的个数
4. 集合有多种实现方式和不同适用场合，不像数组仅采用顺序表方式
5. 集合以类的形式存在，具有封装、继承、多态等类的特性，通过简单的方法和属性即可实现各种复杂操作，大大提高了软件的开发效率

2.Java集合

Collection和Map，是集合框架的根接口。

2.1Collection的子接口：

2.1.1List接口

有序，可重复。
实现类：

1. ArrayList：数组实现，查询快，增删慢，轻量级；(线程不安全)
2. LinkedList：双向链表实现，增删快，查询慢 (线程不安全)
3. Vector：数组实现，重量级 (线程安全、已过时)

注：上述所有内容都是转载大佬的，感兴趣的小伙伴可以点击链接查看大佬的博客。参考链接
ArrayList

1. 底层是Object数组，是一个动态数组，其容量能自动增长。
2. 是线程不安全的，只能用在单线程环境下，多线程环境下可以考虑用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安全的ArrayList类，也可以使用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。
3. 查询速度快（底层是数组可按照索引获得元素），增删速度慢（添加、删除时该元素后面的所有元素都要移动，所以添加/删除数据效率不高）。

想要深入了解ArrayList源码的小伙伴点击链接ArrayList源码分析
LinkedList

1. 底层是双向循环链表，在此链表上每一个数据节点都由三部分组成：前指针（指向它前一个元素），数据，后指针（指向它后一个元素）。最后一个节点的后指针指向第一个节点的前指针，形成一个循环。
2. 查询效率低（无法按照索引获得元素，因此查询效率不高），增删效率高（只需要挪动对应的指针）。
3. 没有固定容量，不需要扩容；
4. 需要更多的内存，每一个数据节点除了存放数据，还要存放它的前指针，和后指针。

想要深入了解LinkedListt源码的小伙伴点击链接LinkedList源码分析

Map接口

无序， 不可重复，存放键值对。
实现类：

1. HashMap：底层是数组+链表+红黑树，访问速度快，但遍历顺序却是不确定的。key不能重复，只允许一个为null。value可以重复，允许多个null。线程不安全。
2. LinkedHashMap：继承HashMap，与HashMap相似，只是它可以保证元素迭代的顺序。
3. TreeMap：底层红黑树。存储时会根据key来排序，key必须要实现Comparable接口并重写CompareTo()方法。或使用有参构造传一个比较器对象给它。所以不能放入 null。
4. Hashtable（线程安全，已过时）

HashMap

1. 底层是数组+链表+红黑树
2. 它根据键的hashCode值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。
3. HashMapHashMap的key不能重复，只允许一个为null。value可以重复，允许多个null。
4. HashMap非线程安全，如果需要满足线程安全，可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有线程安全的能力，或者使用ConcurrentHashMap。

想要深入了解HashMap源码的小伙伴点击链接HashMap源码分析

LinkedHashMap

1. LinkedHashMap继承HashMap，其结构与HashMap相似
2. 它保证了元素迭代的顺序。该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。

想要深入了解LinkedHashMap源码的小伙伴点击链接：LinkedHashMap源码分析
TreeMap

1. 通过红黑树实现。
2. TreeMap存储时会根据key来排序，排序方式可以是默认排序（按key的升序）或者是定制排序。
3. 添加元素要调用CompareTo()方法和集合中已有的元素进行逐个比较，从而确定新元素在集合中的位置。所以不能放入 null。
4. 使用无参构造，key必须要实现Comparable接口并重写CompareTo()方法。或使用有参构造传一个比较器对象给它。

Set接口

无序，不可重复。
实现类：

1. HashSet：基于HashMap实现。用HashMap作为数据存储，无序，线程不安全。元素可以为 NULL。
2. LinkedHashSet：基于LinkedHashMap实现。继承 HashSet，用LinkedHashMap作为数据存储，保证了元素迭代的顺序，即插入顺序。
3. TreeSet：基于TreeMap实现，应用方法都一样；值都为new Object();

HashSet

1. 用HashMap作为数据存储，所有元素都存放在HashMap的key上面，定义一个虚拟的 Object 对象PRESENT 作为 HashMap 的 value 。
2. HashMap最多只允许一个key为null，所以HashSet的元素可以为 NULL。
3. HashMap无序，线程不安全，所以HashSet也是无序，线程不安全的。

LinkedHashSet

1. 基于LinkedHashMap实现。用LinkedHashMap作为数据存储，保证了元素迭代的顺序，即插入顺序。
2. 继承 HashSet，其内部只定义spliterator()方法。可以直接调用父类HashSet的方法。
3. LinkedHashSet只能实现插入顺序，不能实现访问顺序。

TreeSet

1. 基于TreeMap实现，应用方法都一样；值都为new Object();

想要深入了解Set集合的小伙伴点击链接：Set集合