JavaSE——关于集合类的一些tips

之前在学校上课时已经学习过关于集合类的一些知识，但是这两天发现对于集合类的一些点还是不太清楚，很多内容很容易混淆在一起，在这里，我将一些我记不太清的点做一些整理

集合结构图

Java中的集合类都是由Java.util包提供

由上图所示，Java集合类中最主要的是两个核心的接口：

Collection和Map

1  Collection接口：

Collection接口有两个子接口，为Set接口和List接口（下面将做讲解）

在JDK1.5之后Collection追加具有泛型应用，使得避免了ClassCastException

在JDK1.8之后Collection接口还追加了从集合获取连续的或者并行流Stream

1.1  List接口：

（1）List接口是Collection接口的子接口

（2）List接口是一个元素有序，可以重复，元素可以为null的集合

（3）List接口下有三种常见的实现子类：ArrayList，LinkedList，Vector（后面做具体讲述）

List   VS   Array：

共同点：

            都可以使用一组同类型的元素

            都使用下标进行搜索

不同点：

            数组可以存储任何类型元素

            List不可以存储基本数据类型，必须为包装类

            数组效率更高，因为List要额外维护一些内容，效率会低一些

总结：

容量固定时优先使用数组，容纳类型更多更高效

容量不固定，List更有优势，因为List不需要扩容

1.2.1  ArrayList

JDK1.2提出

List接口的实现类中，最常用的是ArrayList

ArrayList是以数组实现的，遍历时很快，但是在插入和删除的时候都需要移动后面的元素，因此效率会差一些

特点：

（1）ArrayList的实现是不同步的，因此线程不安全

（2）容量固定，若达到阙值，会扩容

（3）元素有序，即元素的输入输出顺序一致

（4）元素可以为null

（5）查找效率高，ArrayList中的size(),isEmpty(),set(),iterator(),Listlterator()方法的时间复杂度为O(1)，

add()及其他方法的时间复杂度为O(n)

（6）占用空间小：相对于LinkedList来说ArrayList不用占用额外空间维护链表的结构

1.2.2  LinkedList

LinkedList类是List接口的实现类

LinkedList是以链表实现的，在插入，删除时只需要改变前后两个节点的指针指向

节点结构见下图

特点：

（1）效率高，头插头删，尾插尾删，获取指定节点，指点节点的添加删除的时间复杂度都为O(1)

（2）双向链表实现

（3）元素有序，即输出顺序与输入顺序一致

（4）允许元素为null

（5）所有指定位置的操作都是从开头开始遍历进行的

（6）不同步，线程不安全

LinkedList  VS   ArrayList：

ArrayList：

基于数组实现，在数组中搜索和读取数据很快，ArrayList获取元素的时间复杂度为O(1)

ArrayList在添加，删除元素时，该元素后面的元素都要后移，因此ArrayList添加，删除数据的效率不高

ArrayList有固定容量，若达到固定的阙值时需要扩容，此时会影响效率

LinkedList：

基于双向链表实现，添加，删除元素只会影响相邻点，开销低

只能顺序遍历，无法按照索引获得元素，因此查询效率并不高

LinkedList没有固定容量，不需要扩容

LinkedList需要更多的内存，因为LinkedList的每个节点需要占用额外的存储空间来存放前后节点的信息

1.2.3  Vector：

JDK1.0提出，现在已经很少使用

特点：

（1）底层是可增长的数组组成的

（2）Vector在扩容时默认扩大两倍

（3）线程同步，线程安全

（4）在插入大量元素之前，最好先增加Vector的容量，这样可以减少申请内存的次数

（5）每次使用都要获取锁，效率低

Vector  VS  ArrayList

相同点：

都是基于数组实现的

都支持随机访问

默认容量为10

都有扩容机制

不同点：

Vector是JDK1.0出现，ArrayList是JDK1.2出现的

Vector比ArrayList多一种迭代机制Enumeration

（Vector支持Iterator，Listlterator，foreach，Enumeration；ArrayList支持Iterator，Listlterator，foreach）

Vector线程安全，ArrayList线程不安全

Vector默认扩容2倍，ArrayList默认扩容1.5倍

1.2.3.1  Stack栈

特点：

（1）继承于Vector

（2）有5种创建Stack的方法（4种继承自Vector的构造方法，一种本身）

（3）采用数组实现

（4）除了push()，其他方法都同步

1.2  Queue接口

Queue继承Collection接口

Queue一般都是先进先出，但是也有一些特殊的队列例外

Queue一般情况下都不允许添加null元素

1.3  Set接口

Set接口  VS  List接口

Set接口中的元素不允许重复的

List接口没有对Collection接口进行扩充，而List接口对Collection接口进行了扩充，所以Set接口中没有get()方法

Set接口下有两个常见的实现子类：HashSet，TreeSet（后面做具体讲述）

HashSet：

优先使用HashSet

特点：

（1）底层实现是HashMap

（2）无序存储，允许为null，但有且只有一个null，

（3）判断重复元素的时候要覆写Object中的hashCode()及equals()方法

TreeSet：

有序存储。默认为升序排序。不允许为null，要想使用自定义类作为TreeSet存储该类，必须覆写Comparable接口

HashMap   VS   TreeSet

HashSet的性能总比TreeSet好（特别是添加，查询等操作），因为TreeSet是需要额外的红黑树算法来维护元素的次序，只有当需要一个保持排序的Set的时候，才使用TreeSet，否则都应使用HashSet

使用TreeSet过于麻烦，因为要额外覆写Comparable接口

2   Map接口：

Java中Map接口和Collectio为同一等级的集合根接口

Map的实现类有4种：

Hashtable：线程安全

HashMap：速度快，但没有顺序

TreeMap：有序，效率比HashMap低

LinkedHashMap：结合HashMap与TreeMap的优点，有序，效率也可以，但是效率比HashMap低

之前写关于HashMap与HashTable区别的博客

总结：

（1）没有重复的key

（2）每个key都只能对应一个value，多个key可以对应一个value

（3）key.value都可以引用任何类型的数据，包括null

（4）Map取代了古老的Dictionary抽象类

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