Java中 List、Set、Map 之间的区别

一、List(列表)

List的元素以线性方式存储，可以存放重复对象，List主要有以下两个实现类：

• ArrayList : 长度可变的数组，可以对元素进行随机的访问，向ArrayList中插入与删除元素的速度慢。 JDK8 中ArrayList扩容的实现是通过grow()方法里使用语句newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1)（即1.5倍扩容）计算容量，然后调用Arrays.copyof()方法进行对原数组进行复制。
• LinkedList: 采用链表数据结构，插入和删除速度快，但访问速度慢。

二、Set(集合)

Set中的对象不按特定(HashCode)的方式排序，并且没有重复对象，Set主要有以下两个实现类：

• HashSet： HashSet按照哈希算法来存取集合中的对象，存取速度比较快。当HashSet中的元素个数超过数组大小*loadFactor（默认值为0.75）时，就会进行近似两倍扩容（newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1）。
• TreeSet ：TreeSet实现了SortedSet接口，能够对集合中的对象进行排序。

三、Map(映射)

Map是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一个键对象和值对象。 Map主要有以下两个实现类：

• HashMap：HashMap基于散列表实现，其插入和查询的开销是固定的，可以通过构造器设置容量和负载因子来调整容器的性能。
• LinkedHashMap：类似于HashMap，但是迭代遍历它时，取得的顺序是其插入次序，或者是最近最少使用(LRU)的次序。
• TreeMap：TreeMap基于红黑树实现。查看时，它们会被排序。TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map，subMap()可以返回一个子树。

HashMap

底层实现：HashMap底层整体结构是一个数组，数组中的每个元素又是一个链表。每次添加一个对象（put）时会产生一个链表对象（Object类型），Map中的每个Entry就是数组中的一个元素（Map.Entry就是一个），它具有由当前元素指向下一个元素的引用，这就构成了链表。
  存储原理：当向HsahMap中添加元素的时候，先根据HashCode重新计算Key的Hash值，得到数组下标，如果数组该位置已经存在其他元素，那么这个位置的元素将会以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾，如果数组该位置元素不存在，那么就直接将该元素放到此数组中的该位置。
  去重原理：不同的Key算到数组下标相同的几率很小，新建一个放入到HashMap的时候，首先会计算Key的数组下标，如果数组该位置已经存在其他元素，则比较两个Key，若相同则覆盖写入，若不同则形成链表。
  读取原理：从HashMap中读取（get）元素时，首先计算Key的HashCode，找到数组下标，然后在对应位置的链表中找到需要的元素。
  扩容机制：当HashMap中的元素个数超过数组大小*loadFactor（默认值为0.75）时，就会进行2倍扩容（oldThr << 1）。

四、使用区别

List和Set是实现了Collection接口；
List：有序访问、索引访问
Set(HashSet、LinkedHashSet 或者 TreeSet)：去重
Map：键值存储

1. 如果你经常会使用索引来对容器中的元素进行访问，那么 List 是你的正确的选择。如果你已经知道索引了的话，那么 List 的实现类比如 ArrayList 可以提供更快速的访问,如果经常添加删除元素的，那么肯定要选择LinkedList。
2. 如果你想容器中的元素能够按照它们插入的次序进行有序存储，那么还是 List，因为 List 是一个有序容器，它按照插入顺序进行存储。
3. 如果你想保证插入元素的唯一性，也就是你不想有重复值的出现，那么可以选择一个 Set 的实现类，比如 HashSet、LinkedHashSet 或者 TreeSet。所有 Set 的实现类都遵循了统一约束比如唯一性，而且还提供了额外的特性比如 TreeSet 还是一个 SortedSet，所有存储于 TreeSet 中的元素可以使用 Java 里的 Comparator 或者 Comparable 进行排序。LinkedHashSet 也按照元素的插入顺序对它们进行存储。
4. 如果你以键和值的形式进行数据存储那么 Map 是你正确的选择。你可以根据你的后续需要从 Hashtable、HashMap、TreeMap 中进行选择。