java中Map,List与Set的区别

一、集合简介

    1.Java中的集合分为三类：

            1.1 Set（集）

            1.2 List(列表)

            1.3 Map(映射)

    2. 集合解释

        List：相当于可以自动扩展的数组

        set：没有重复的数组

        TreeSet，TreeList，Tree**：自动排序的数组

    3. 集合的实现

        几乎所有的集合都是基于数组实现的。

        因为集合是对数组做的封装，所以，数组永远比任何一个结合要快。

    4. 集合的优点

        任何一个集合，比数组提供的功能要多。

        4.1 数组声明了它容纳的元素的类型，而集合不声明。这是因为集合是Object形式来存储他们的元素。

        4.2 一个数组实例具有固定的大小，不能伸缩。集合则可根据需要动态改变大小。

        4.3 数组是一种可读/可写数据结构-----没有办法创建一个只读数组。然而可以使用集合提供的ReadOnly方法，以只读方式来使用集合。该方法将返回一个集合只读版本。

    5. Array的用法和优点

        Java所有“存储及随机访问一连串对象”的做法，array是最有效率的一种。

        5.1 效率高，但容量固定无法动态改变。array还有一个缺点是，无法判断其中实际存有多少元素，length只是告诉我们array的容量。

        5.2 Java中有个Array类，专门用来操作array。arrays中拥有一组static函数。

            5.2.1 equals（）：比较两个array是否相等。array拥有相同的元素个数，且对应元素两两相等。

            5.2.2 fill（）：将值填入array中。

            5.2.3 sort（）：用来对array进行排序。

            5.2.4 binarySearch()：在排好序的array中寻找元素。

            5.2.5 System arraycopy：array的复制。

二、 Collection接口

    Collection接口是最基本的集合接口，声明了适用于JAVA集合（只包括Set和List）的通用方法。Set和List都继承了Conllection，Map。

    2.1 Collection接口的方法

        2.1.1  boolean add（Object o）：向集合中添加有一个对象的引用。

        2.1.2  void clear（）：删除集合中所有对象，即不在持有这些对象的引用。

        2.1.3  boolean isEmpty（）：判断集合是否为空。

        2.1.4  boolean contains（Object o）:判断集合中是否持有特定对象的引用。

        2.1.5  Iterator iterator（）：返回一个iterator对象，可以遍历集合中的元素。

        2.1.6  boolean remove（Object o）：从集合中删除一个对象的引用。

        2.1.7  int size（）：返回集合中元素的数目。

        2.1.8  Object[] toArray():返回一个数组，该数组中包括集合中的所有元素。

    2.2 Iterator接口声明了如下方法：

        2.2.1 hasNext（）：判断集合中元素是否遍历完毕，如果没有，就返回true。

        2.2.2 next（）：返回下一个元素。

        2.2.3 remove():从集合中删除上一个有next（）方法返回的元素。

    2.3 Set（集合）

        Set是最简单的一种集合，集合中的对象不按特定的方式排序，并且没有重复对象。Set接口主要实现了两个实现类：

        2.3.1 HashSet：HashSet类按照哈希算法来存取集合中的对象，存取速度比较快。

        2.3.2 TreeSet：TreeSet类实现了SortedSet接口，能够对集合中的对象进行排序。

        Set 的用法：存放的是对象的引用，没有重复对象。

                Set 的 add()方法是如何判断对象是否已经存放在集合中？ 

            boolean isExists=false;       
            Iterator iterator=set.iterator();   
            while(it.hasNext())           
            {   String oldStr=it.next();   
            if(newStr.equals(oldStr)){   
            isExists=true;   
            }   
            }

    

Set : 存入Set的每个元素都必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。 

• HashSet：为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。 

• TreeSet： 保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。 

        LinkedHashSet：具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。

        2.4 List（列表）

        List的特征是其元素以线性方式存储，集合中可以存放重复对象。

        List接口的实现类包括：

            ArrayList：代表长度可以改变的数组。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。

            LinkedList（）：在实现中采用链表数据结构，插入和删除速度快，访问速度慢。

            实际上有两种List：一种是基本的ArrayList,其优点在于随机访问元素，另一种是更强大的LinkedList,它并不是为快速随机访问设计的，而是具有一套更通用的方法。        

• • ArrayList：由数组实现的List。允许对元素进行快速随机访问，但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。ListIterator只应该用来由后向前遍历 ArrayList,而不是用来插入和移除元素。因为那比LinkedList开销要大很多。 

  • LinkedList ：对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除的开销并不大。随机访问则相对较慢。(使用ArrayList代替。)还具有下列方 法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

    2.5 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对键对象和值对象。Map没有继承与Collection接口。从Map集合中检索元素只要给出键对象，就会返回对应的值对象。

        Map的常用方法：

            2.5.1 Object put（Object key，Object value）；向集合中加入元素。

            2.5.2 Object remove（Object key）：删除与KEY相关的元素。

            2.5.3 void putall（Map t）：将来自特定映像的所有元素添加给该映像。

            2.5.4 void clear（）：从映像中删除所有映像。

            2.5.5 Object get(Object key)：获得与关键字key相关的值 。Map集合中的键对象不允许重复，也就说，任意两个键对象通过equals()方法比较的结果都是false.，但是可以将任意多个键独享映射到同一个值对象上           

HashMap就是使用对象的hashCode()进行快速查询的。此方法能够显着提高性能。 

Map : 维护“键值对”的关联性，使你可以通过“键”查找“值”

HashMap：Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor，以调整容器的性能。 

LinkedHashMap： 类似于HashMap，但是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入次序，或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一点。而在迭代访问时发而更快，因为它使用链表维护内部次序。 

TreeMap ： 基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时，它们会被排序(次序由Comparabel或Comparator决定)。TreeMap的特点在 于，你得到的结果是经过排序的。TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map，它可以返回一个子树。 

WeakHashMao ：弱键(weak key)Map，Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”，则此“键”可以被垃圾收集器回收。 

IdentifyHashMap： : 使用==代替equals()对“键”作比较的hash map。专为解决特殊问题而设计。

        

三、区别

    3.1 Collection 和 Map 的区别

        容器内每个为之所存储的元素个数不同。
        Collection类型者，每个位置只有一个元素。
        Map类型者，持有 key-value pair，像个小型数据库。

   3.2 各自旗下的子类关系

    Collection
     --List：将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
           --ArrayList / LinkedList / Vector
     --Set ： 不能含有重复的元素
           --HashSet / TreeSet
      Map
     --HashMap
     --HashTable
     --TreeMap

    

    3.3 其他特征

    List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别。

    Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。
    继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，这些才可被实例化。
vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。

    

    总结

    1. 如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。
        2. 如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
        3. 在除需要排序时使用TreeSet,TreeMap外,都应使用HashSet,HashMap,因为他们 的效率更高。
        4. 要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。 
        5. 容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。
        6. 尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。

注意：

    1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。

    2、Set和Collection拥有一模一样的接口。

    3、List，可以通过get()方法来一次取出一个元素。使用数字来选择一堆对象中的一个，get(0)...。(add/get)

    4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue。

    5、Map用 put(k,v) / get(k)，还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。

      HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。

    6、Map中元素，可以将key序列、value序列单独抽取出来。

        使用keySet()抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。

        使用values()抽取value序列，将map中的所有values生成一个Collection。

        为什么一个生成Set，一个生成Collection？那是因为，key总是独一无二的，value允许重复。

引用自:

http://blog.csdn.net/speedme/article/details/22398395