java基础进阶之List和Set和Map

1、list

        List本身是一个接口，该接口继承自Collection接口，它有两个常用的实现子类ArrayList和LinkedList。从功能特性上来看，List是有序、可重复的单列集合，集合中的每个元素都有对应的顺序索引，我们可以通过该索引来访问指定位置上的集合元素。默认情况下，List会按元素的添加顺序给元素设置索引，第一个添加到List集合中的元素索引为0，第二个为1，后面依此类推。所以List的行为和数组几乎完全相同，它们都是有序的存储结构。另外List集合中允许有重复的元素，甚至可以有多个null值。

        但是如果我们是使用数组来添加和删除元素，就会非常的不方便。比如从一个已有的数组{'A', 'B', 'C', 'D', 'E'}中删除索引为2的元素，这个“删除”操作实际上是把'C'后面的元素依次往前挪一个位置；而“添加”操作实际上是把指定位置以后的元素依次向后挪一个位置，腾出位置给新加入的元素。针对这两种操作，使用数组实现起来都会非常麻烦。所以在实际应用中，我们增删元素时，一般都是使用有序列表(如ArrayList)，而不是使用数组。

2、set

        Set是Java的一种集合，继承自Collection接口，主要有两个常用的实现类HashSet类和TreeSet类。

        它没有固定的大小限制，可以动态地添加和删除元素。并且Set集合中的元素都是唯一的，不会有重复的元素，即使是null值也只能有一个。另外Set集合是无序的，不能记住元素的添加顺序，因为没有索引值，所以Set集合中的对象不会按特定的方式排序，它只是简单地把对象放到集合中。

        从特性上来看，Set相当于是一个只存储key、不存储value的Map。我们可以把Set想象成是一个”特殊的Map“，这个Map只有key却没有value，所以我们可以用Set去除重复的元素。另外由于放入Set的元素和Map的key类似，需要正确地实现equals()和hashCode()方法，否则该元素就无法正确地放入Set。

3、map

        Map集合是一种以键值对形式存储和操作数据的数据结构，建立了key-value之间的映射关系，常用于存储和处理复杂的数据。同时Map也是一种双列集合接口，它有多个实现类，包括HashMap、TreeMap、LinkedHashMap等，最常用的是HashMap类。其中，HashMap是按哈希算法来实现存取键对象的，这是我们开发时最常用的Map子类，而TreeMap类则可以对键对象进行排序。

        Map集合中的每个元素，都包含了一个键(key)和一个值(value)，key和value组成了键-值的映射表，我们称其为键值对。键用于唯一标识一个元素，值用于存储该元素的数据，一般情况下，这个key和value可以是任何引用类型的数据。其中，键key是无序、无下标、不重复的，最多只能有一个key为null。值value是无序、无下标、可重复的，可以有多个value为null。

        并且这个key和value之间是单向的一对一关系，即通过指定的key，总能找到唯一的、确定的value。当我们想从Map中取出数据时，只要给出指定的key，就能取出对应的value。

4、List和set的区别

• List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。

• Set 检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变 <实现类有HashSet,TreeSet>。

• List 和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长 List 的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector> 。

 5、List和map的区别

• list是存储单列数据的集合，map是存储键和(key,value)}这样的双列数据的集合。
• List 中存储的数据是有顺序，并且允许重复；Map 中存储的数据是没有顺序的，其键是不能重复的，但它的值是可以有重复的。

 6、set和map的区别

        map和set都是stl中的关联容器，map以键值对的形式存储，key=value组成pair，是一组映射关系。set只有值，可以认为只有一个数据，并且set中元素不可以重复且自动排序，如果需要重复则使用multiset，要说区别的话，存储的东西不一样,应用场景不一样，支持的操作也不一样，很多不同。
　　map和set支持快速查找和删除，一般使用RB树来实现，当然后面还有用hashtable实现的，使用rb树作为底层结构增删数据都很快，不存在内存移动也就不容易出现迭代器失效的问题，这也就是区别于vector的原因-内存移动
　　Map中的每一个元素包含一个键对象和值对象，它们成对出现。键对象不能重复，值对象可以重复。
　　Set中的对象不按特定方式排序，并且没有重复对象。但它的有些实现类能对集合中的对象按特定方式排序，例如TreeSet类，它可以按照默认排序，也可以通过实现java.util.Comparator接口来自定义排序方式。

 7、Arraylist和LinkedList的区别

• ArrayList的实现是基于数组，LinkedList的实现是基于双向链表。
• 对于随机访问，ArrayList优于LinkedList，ArrayList可以根据下标以O(1)时间复杂度对元素进行随机访问。而LinkedList的每一个元素都依靠地址指针和它后一个元素连接在一起，在这种情况下，查找某个元素的时间复杂度是O(n)。
• 对于插入和删除操作，LinkedList优于ArrayList，因为当元素被添加到LinkedList任意位置的时候，不需要像ArrayList那样重新计算大小或者是更新索引。
• LinkedList比ArrayList更占内存，因为LinkedList的节点除了存储数据，还存储了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向后一个元素。

8、HashSet和HashMap区别

• HashSet实现了Set接口, 仅存储对象; HashMap实现了 Map接口, 存储的是键值对.
• HashSet底层其实是用HashMap实现存储的, HashSet封装了一系列HashMap的方法. 依靠HashMap来存储元素值,(利用hashMap的key键进行存储), 而value值默认为Object对象. 所以HashSet也不允许出现重复值, 判断标准和HashMap判断标准相同, 两个元素的hashCode相等并且通过equals()方法返回true.

 9、整理

方法	初始值	扩容条件	增量	线程安全	有序无序	能否重复	查询速度	查找效率	增速度	删速度	底层实现
List
ArrayList	10	元素个数超过容量长度 时	1.5倍+1	不安全	可以重复	可以重复	快	O(1)	慢	慢	object数组
LinkedList	无	无	无	不安全	可以重复	可以重复	慢	O(n/2)	快	快	双向链表结构
Set
HashSet	16	元素个数超过容量长度的0.75倍 时	2倍	不安全	无序	不重复	快	O(1)	快	快	HashMap
Map
HashMap	16	元素个数超过容量长度的0.75倍时	2倍	不安全	无序	键不可以重复,值可以重复	快	O(1)	快	快	Map.Entry(双列集合)
TreeMap	无	无	无	不安全	有序	不重复	快	O(log n)	快	快	红黑树
HashTable	11	元素个数超过容量长度的0.75倍时	2倍+1	安全	无序	不重复	快	O(1)	快	快	Hashtable.Entry数组