Java集合

一、 認識集合

1、Collection接口是集合類的根接口，Java中沒有提供這個接口的直接的實現類。但是卻讓其被繼承產生了兩個接口，就是Set和List。Set中不能包含重複的元素。List是一個有序的集合，可以包含重複的元素，提供了按索引訪問的方式。

2、Map是Java.util包中的另一個接口，它和Collection接口沒有關係，是相互獨立的，但是都屬於集合類的一部分。Map包含了key-value對。Map不能包含重複的key，但是可以包含相同的value。

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Collection                                          
 ├ List                    
 │   ├ LinkedList
 │   ├ ArrayList
 │   └ Vector
 │　     └ Stack
 ├ Queue
 └ Set
    ├ HashSet
    ├ TreeSet

Map
├ Hashtable
├ HashMap
└ WeakHashMap

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二、幾種重要的接口和類簡介

1、List（有序、可重複）

List裏存放的對象是有序的，同時也是可以重複的，List關注的是索引，擁有一系列和索引相關的方法，查詢速度快。因爲往list集合裏插入或刪除數據時，會伴隨着後面數據的移動，所有插入刪除數據速度慢。

2、Set（無序、不能重複）

Set裏存放的對象是無序的，不能重複的，集合中的對象不按特定的方式排序，只是簡單地把對象加入集合中。

3、Map（鍵值對、鍵唯一、值不唯一）

Map集合中存儲的是鍵值對，鍵不能重複，值可以重複。根據鍵得到值，對map集合遍歷時先得到鍵的set集合，對set集合進行遍歷，得到相應的值。

對比如下：

		是否有序	是否允許元素重複
Collection
List		是	是
Set	AbstractSet	否	否
	HashSet
	TreeSet	是（用二叉排序樹）
Map	AbstractMap	否	使用key-value來映射和存儲數據，key必須唯一，value可以重複
	HashMap
	TreeMap	是（用二叉排序樹）

 

三、集合的輸出（遍歷）

1、 在類集中提供了以下四種的常見輸出方式：

1）Iterator：迭代輸出，是使用最多的輸出方式。

Iterator，所有的集合類，都實現了Iterator接口，這是一個用於遍歷集合中元素的接口，主要包含以下三種方法：

1.hasNext()是否還有下一個元素。

2.next()返回下一個元素。

3.remove()刪除當前元素

代碼：

Iterator it = arr.iterator();

while(it.hasNext()){ object o =it.next(); ...}

2）ListIterator：是Iterator的子接口，專門用於輸出List中的內容。

3）foreach輸出：JDK1.5之後提供的新功能，可以輸出數組或集合。

foreach的形式： for（int i：arr）{...}

4）for循環

 for的形式：for（int i=0;i<arr.size();i++）{...}

四、Map集合

實現類：HashMap、Hashtable、LinkedHashMap和TreeMap

1、HashMap（元素不能重複，且沒有順序） ：HashMap是最常用的Map，它根據鍵的HashCode值存儲數據，根據鍵可以直接獲取它的值，具有很快的訪問速度，遍歷時，取得數據的順序是完全隨機的。因爲鍵對象不可以重複，所以HashMap最多隻允許一條記錄的鍵爲Null，允許多條記錄的值爲Null，是非同步的

2、Hashtable：Hashtable與HashMap類似，是HashMap的線程安全版，它支持線程的同步，即任一時刻只有一個線程能寫Hashtable，因此也導致了Hashtale在寫入時會比較慢，它繼承自Dictionary類，不同的是它不允許記錄的鍵或者值爲null，同時效率較低。

3、ConcurrentHashMap：線程安全，並且鎖分離。ConcurrentHashMap內部使用段(Segment)來表示這些不同的部分，每個段其實就是一個小的hash table，它們有自己的鎖。只要多個修改操作發生在不同的段上，它們就可以併發進行。

4、LinkedHashMap：LinkedHashMap保存了記錄的插入順序，在用Iteraor遍歷LinkedHashMap時，先得到的記錄肯定是先插入的，在遍歷的時候會比HashMap慢，有HashMap的全部特性。

5、TreeMap（有序）：TreeMap實現SortMap接口，能夠把它保存的記錄根據鍵排序，默認是按鍵值的升序排序（自然順序），也可以指定排序的比較器，當用Iterator遍歷TreeMap時，得到的記錄是排過序的。不允許key值爲空，非同步的。

五、Map遍歷

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;

public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
        map.put(1, "a");
        map.put(2, "b");
        map.put(3, "ab");
        map.put(4, "ab");
        map.put(4, "ab");// 和上面相同 ， 會自己篩選
        System.out.println(map.size());
        // 第一種：
        /*
         * Set<Integer> set = map.keySet(); //得到所有key的集合
         * 
         * for (Integer in : set) { String str = map.get(in);
         * System.out.println(in + "     " + str); }
         */
        System.out.println("第一種：通過Map.keySet遍歷key和value：");
        for (Integer in : map.keySet()) {
            //map.keySet()返回的是所有key的值
            String str = map.get(in);//得到每個key多對用value的值
            System.out.println(in + "     " + str);
        }
        // 第二種：
        System.out.println("第二種：通過Map.entrySet使用iterator遍歷key和value：");
        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = map.entrySet().iterator();
        while (it.hasNext()) {
             Map.Entry<Integer, String> entry = it.next();
               System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
        }
        // 第三種：推薦，尤其是容量大時
        System.out.println("第三種：通過Map.entrySet遍歷key和value");
        for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
            //Map.entry<Integer,String> 映射項（鍵-值對）  有幾個方法：用上面的名字entry
            //entry.getKey() ;entry.getValue(); entry.setValue();
            //map.entrySet()  返回此映射中包含的映射關係的 Set視圖。
            System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= "
                    + entry.getValue());
        }
        // 第四種：
        System.out.println("第四種：通過Map.values()遍歷所有的value，但不能遍歷key");
        for (String v : map.values()) {
            System.out.println("value= " + v);
        }
    }
}

六、主要實現類區別小結

1、Vector和ArrayList

1），vector是線程同步的，所以它也是線程安全的，而arraylist是線程異步的，是不安全的。如果不考慮到線程的安全因素，一般用arraylist效率比較高。

2），如果集合中的元素的數目大於目前集合數組的長度時，vector增長率爲目前數組長度的100%，而arraylist增長率爲目前數組長度的50%。如果在集合中使用數據量比較大的數據，用vector有一定的優勢。

3），如果查找一個指定位置的數據，vector和arraylist使用的時間是相同的，如果頻繁的訪問數據，這個時候使用vector和arraylist都可以。而如果移動一個指定位置會導致後面的元素都發生移動，這個時候就應該考慮到使用linklist,因爲它移動一個指定位置的數據時其它元素不移動。

ArrayList 和Vector是採用數組方式存儲數據，此數組元素數大於實際存儲的數據以便增加和插入元素，都允許直接序號索引元素，但是插入數據要涉及到數組元素移動等內存操作，所以索引數據快，插入數據慢，Vector由於使用了synchronized方法（線程安全）所以性能上比ArrayList要差，LinkedList使用雙向鏈表實現存儲，按序號索引數據需要進行向前或向後遍歷，但是插入數據時只需要記錄本項的前後項即可，所以插入數度較快。

2、ArrayList和LinkedList

1.ArrayList是實現了基於動態數組的數據結構，LinkedList基於鏈表的數據結構。

2.對於隨機訪問get和set，ArrayList覺得優於LinkedList，因爲LinkedList要移動指針。

3.對於新增和刪除操作add和remove，LinedList比較佔優勢，因爲ArrayList要移動數據。 這一點要看實際情況的。若只對單條數據插入或刪除，ArrayList的速度反而優於LinkedList。但若是批量隨機的插入刪除數據，LinkedList的速度大大優於ArrayList. 因爲ArrayList每插入一條數據，要移動插入點及之後的所有數據。

3、HashMap與TreeMap

1、 HashMap通過hashcode對其內容進行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某種固定的順序，如果你需要得到一個有序的結果你就應該使用TreeMap（HashMap中元素的排列順序是不固定的）。

2、在Map 中插入、刪除和定位元素，HashMap是最好的選擇。但如果您要按自然順序或自定義順序遍歷鍵，那麼TreeMap會更好。使用HashMap要求添加的鍵類明確定義了hashCode()和 equals()的實現。

兩個map中的元素一樣，但順序不一樣，導致hashCode()不一樣。

同樣做測試：

在HashMap中，同樣的值的map,順序不同，equals時，false;

而在treeMap中，同樣的值的map,順序不同,equals時，true，說明，treeMap在equals()時是整理了順序了的。

HashTable與HashMap

1、同步性:Hashtable是線程安全的，也就是說是同步的，而HashMap是線程序不安全的，不是同步的。

2、HashMap允許存在一個爲null的key，多個爲null的value 。

3、hashtable的key和value都不允許爲null。