容器

容器

數組：相同類型的有序集合，可以在其中放對象或者基本數據類型
好處：是一種簡單的線性序列，可以快速訪問數組元素，效率高。從效率和類型檢查的角度講，數組最好
壞處：容量需要事先確定，不能根據需求的變化擴容

• 分類
  容器中的元素都爲引用類型，不能放置原生數據類型（但是因爲自動裝箱，會把原生數據類型變成包裝類）
  
  • collection容器
    
    • set：不允許重複，使用自己的內部排列機制,重新排序
    • list：有序允許重複，以元素安插的次序來放置元素，不會重新排列
  • map容器
    
    • 保存鍵值對，不能有重複的key值，擁有自己的內部排序機制，重新排序
    • hashMap：無序，按照key的hashcode將值存入不同位置，key和value允許爲null
    • hashtable：無序，線程安全，key和value不允許爲null
    • linkedhashmap：有序
    • properties：hashtable子類，屬性集合，key和value都是string
    • treemap：有序
    • weakhashmap：key值爲弱引用，能被回收
    -
• 常用collection繼承圖譜

• 常用map繼承圖譜

• 常用集合分類表

Collections類

• 方法
  
  • addall(Collection

Collection

• 方法
  
  • add（E）:加入元素
  • addall(Collection v)：加入集合中的所有元素
  • clear()：清空
  • contains(Object)：包含判斷
  • containsAll(Collection c)：包含集合
  • equals(Object)：相等判斷
  • isEmpty()：空判斷
  • iterator()：獲取迭代器
  • remove(Object)：移除元素
  • removeAll(Collection c)：移除包含在集合中的所有元素
  • retainAll(Collection c)：僅保留在集合中的元素
  • size()：元素數
  • toArray()：返回Object數組
  • toArray(T[] a)：返回T類型數組

容器總結與選用

List接口對Collection進行了簡單的擴充，它的具體實現類常用的有ArrayList和LinkedList。你可以將任何東西放到一個List容器中，並在需要時從中取出。ArrayList從其命名中可以看出它是一種類似數組的形式進行存儲，因此它的隨機訪問速度極快，而LinkedList的內部實現是鏈表，它適合於在鏈表中間需要頻繁進行插入和刪除操作。在具體應用時可以根據需要自由選擇。前面說的Iterator只能對容器進行向前遍歷，而ListIterator則繼承了Iterator的思想，並提供了對List進行雙向遍歷的方法。

Set接口也是Collection的一種擴展，而與List不同的時，在Set中的對象元素不能重複，也就是說你不能把同樣的東西兩次放入同一個Set容器中。它的常用具體實現有HashSet和TreeSet類。HashSet能快速定位一個元素，但是你放到HashSet中的對象需要實現hashCode()方法，它使用了前面說過的哈希碼的算法。而TreeSet則將放入其中的元素按序存放，這就要求你放入其中的對象是可排序的，這就用到了集合框架提供的另外兩個實用類Comparable和Comparator。一個類是可排序的，它就應該實現Comparable接口。有時多個類具有相同的排序算法，那就不需要在分別重複定義相同的排序算法，只要實現Comparator接口即可。集合框架中還有兩個很實用的公用類：Collections和Arrays。Collections提供了對一個Collection容器進行諸如排序、複製、查找和填充等一些非常有用的方法，Arrays則是對一個數組進行類似的操作。

Map是一種把鍵對象和值對象進行關聯的容器，而一個值對象又可以是一個Map，依次類推，這樣就可形成一個多級映射。對於鍵對象來說，像Set一樣，一個Map容器中的鍵對象不允許重複，這是爲了保持查找結果的一致性;如果有兩個鍵對象一樣，那你想得到那個鍵對象所對應的值對象時就有問題了，可能你得到的並不是你想的那個值對象，結果會造成混亂，所以鍵的唯一性很重要，也是符合集合的性質的。當然在使用過程中，某個鍵所對應的值對象可能會發生變化，這時會按照最後一次修改的值對象與鍵對應。對於值對象則沒有唯一性的要求。你可以將任意多個鍵都映射到一個值對象上，這不會發生任何問題（不過對你的使用卻可能會造成不便，你不知道你得到的到底是那一個鍵所對應的值對象）。Map有兩種比較常用的實現：HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希碼的算法，以便快速查找一個鍵，TreeMap則是對鍵按序存放，因此它便有一些擴展的方法，比如firstKey(),lastKey()等，你還可以從TreeMap中指定一個範圍以取得其子Map。鍵和值的關聯很簡單，用pub(Object key,Object value)方法即可將一個鍵與一個值對象相關聯。用get(Object key)可得到與此key對象所對應的值對象。

2.List、vector、set、map的區別與聯繫
總的說來，Java API中所用的集合類，都是實現了Collection接口，他的一個類繼承結構如下：

Collection<–List<–Vector
Collection<–List<–ArrayList
Collection<–List<–LinkedList
Collection<–Set<–HashSet
Collection<–Set<–HashSet<–LinkedHashSet
Collection<–Set<–SortedSet<–TreeSet
Vector : 基於Array的List，其實就是封裝了Array所不具備的一些功能方便我們使用，它不可能走出Array的限制。性能也就不可能超越Array。所以，在可能的情況下，我們要多運用Array。另外很重要的一點就是Vector是“sychronized”的，這個也是Vector和ArrayList的唯一的區別。

ArrayList：同Vector一樣是一個基於Array上可自動擴展容量的集合，但是不同的是ArrayList不是同步的。所以在性能上要比Vector優越一些，但是當運行到多線程環境中時，可需要自己在管理線程的同步問題。

LinkedList：不同於前面兩種List，它不是基於Array的，所以不受Array性能的限制。它每一個節點（Node）都包含兩方面的內容：1.節點本身的數據（data）；2.下一個節點的信息（nextNode）。所以當對LinkedList做添加，刪除動作的時候就不用像基於Array的List一樣，必須進行大量的數據移動。只要更改nextNode的相關信息就可以實現了。這就是LinkedList的優勢。

List總結：

1. 所有的List中只能容納單個不同類型的對象組成的表，而不是Key－Value鍵值對。例如：[ tom,1,c ]；

2. 所有的List中可以有相同的元素，例如Vector中可以有 [ tom,koo,too,koo ]；

3. 所有的List中可以有null元素，例如[ tom,null,1 ]；

4. 基於Array的List（Vector，ArrayList）適合查詢，而LinkedList（鏈表）適合添加，刪除操作。

HashSet：雖然Set同List都實現了Collection接口，但是他們的實現方式卻大不一樣。List基本上都是以Array爲基礎。但是Set則是在HashMap的基礎上來實現的，這個就是Set和List的根本區別。HashSet的存儲方式是把HashMap中的Key作爲Set的對應存儲項。看看HashSet的add（Object obj）方法的實現就可以一目瞭然了。

public boolean add(Object obj)
{
return map.put(obj, PRESENT) == null;
}
這個也是爲什麼在Set中不能像在List中一樣有重複的項的根本原因，因爲HashMap的key是不能有重複的。

LinkedHashSet：HashSet的一個子類，一個鏈表。

TreeSet：SortedSet的子類，它不同於HashSet的根本就是TreeSet是有序的。它是通過SortedMap來實現的。

Set總結：

1. Set實現的基礎是Map（HashMap）；

2. Set中的元素是不能重複的，如果使用add(Object obj)方法添加已經存在的對象，則會覆蓋前面的對象

3. Java基本概念：集合類 List/Set/Map… 的區別和聯繫
   Collection：List、Set
   Map：HashMap、HashTable

如何在它們之間選擇

一、Array ， Arrays
Java所有“存儲及隨機訪問一連串對象”的做法，array是最有效率的一種。
1、
效率高，但容量固定且無法動態改變。
array還有一個缺點是，無法判斷其中實際存有多少元素，length只是告訴我們array的容量。
2、、
Java中有一個Arrays類，專門用來操作array。arrays中擁有一組static函數，
equals()：比較兩個array是否相等。array擁有相同元素個數，且所有對應元素兩兩相等。
fill()：將值填入array中。
sort()：用來對array進行排序。
binarySearch()：在排好序的array中尋找元素。
System.arraycopy()：array的複製。

二、Collection ， Map
若撰寫程序時不知道究竟需要多少對象，需要在空間不足時自動擴增容量，則需要使用容器類庫，array不適用。
1、Collection 和 Map 的區別
容器內每個爲之所存儲的元素個數不同。
Collection類型者，每個位置只有一個元素。
Map類型者，持有 key-value pair，像個小型數據庫。
2、各自旗下的子類關係
Collection –List： 存入順序即取出順序
–ArrayList / LinkedList / Vector
–Set ： 不能含有重複的元素，取出來的順序可能和放入順序不同
–HashSet / TreeSet
Map：將以特定次序存儲元素。所以取出來的順序可能和放入順序不同
–HashMap
–HashTable
–TreeMap
3、其他特徵
* List，Set，Map將持有對象一律視爲Object型別。
* Collection、List、Set、Map都是接口，不能實例化。
繼承自它們的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，這些纔可被實例化。
* vector容器確切知道它所持有的對象隸屬什麼型別。vector不進行邊界檢查。

三、Collections
Collections是針對集合類的一個幫助類。提供了一系列靜態方法實現對各種集合的搜索、排序、線程完全化等操作。
相當於對Array進行類似操作的類——Arrays。
如，Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。
Collections.sort(List list); 對list中元素排序
四、如何選擇？
1、容器類和Array的區別、擇取
* 容器類僅能持有對象引用（指向對象的指針），而不是將對象信息copy一份至數列某位置。
* 一旦將對象置入容器內，便損失了該對象的型別信息。
2、
* 在各種Lists中，最好的做法是以ArrayList作爲缺省選擇。
* 當插入、刪除頻繁時，使用LinkedList()；
Vector總是比ArrayList慢，所以要儘量避免使用。
* 在各種Sets中，HashSet通常優於HashTree（插入、查找）。
* 只有當需要產生一個經過排序的序列，才用TreeSet。
HashTree存在的唯一理由：能夠維護其內元素的排序狀態。
* 在各種Maps中
HashMap用於快速查找。
* 當元素個數固定，用Array，因爲Array效率是最高的。

注意：
1、Collection沒有get()方法來取得某個元素。只能通過iterator()遍歷元素。
2、Set和Collection擁有一模一樣的接口。
3、List，可以通過get()方法來一次取出一個元素。使用數字來選擇一堆對象中的一個，get(0)…。(add/get)
4、一般使用ArrayList。
用LinkedList構造堆棧stack、隊列queue。
5、Map用 put(k,v) / get(k)，還可以使用containsKey()/containsValue()來檢查其中是否含有某個key/value。
HashMap會利用對象的hashCode來快速找到key。
* hashing 哈希碼就是將對象的信息經過一些轉變形成一個獨一無二的int值，這個值存儲在一個array中。
我們都知道所有存儲結構中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。發生碰撞時，讓array位置存儲多個values。即，數組每個位置上又生成一個槤表。
6、Map中元素，可以將key序列、value序列單獨抽取出來。使用keySet()抽取key序列，將map中的所有keys生成一個Set。使用values()抽取value序列，將map中的所有values生成一個Collection。
爲什麼一個生成Set，一個生成Collection？那是因爲，key總是獨一無二的，value允許重複。