java中的maplistset等集合类
Map List Set等集合类：
一、概述
在JAVA的util包中有两个所有集合的父接口Collection和Map,它们的父子关系：
+Collection 这个接口extends自https://www.360docs.net/doc/db9568405.html,ng.Iterable接口
├+List(接口代表有序，可重复的集合。列表）
│├ ArreyList (Class 数组，随机访问，没有同步，线程不安全)
│├ Vector (Class 数组同步线程全)
│├ LinkedList (Class 链表插入删除没有同步线程不安全)
│└ Stack (Class)
└+Set（接口不能含重复的元素。仅接收一次并做内部排序，集）
│├ HashSet (Class）
│├ LinkedHashSet (Class）
│└ TreeSet (Class）
+Map(接口)
├ +Map(接口映射集合)
│ ├ HashMap (Class 不同步，线程不安全。除了不同和允许使用null 键值之外，与Hashtable大致相同)
│ ├ Hashtable (Class 同步，线程安全。不允许实施null 键值)
│ ├ +SortedMap 接口
│ │├ TreeMap (Class)
│├ WeakHashMap (Class)
以下对众多接口和类的简单说明：首先不能不先说一下数组（Array）
1、效率高，但容量固定且无法动态改变。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。
2、Java中有一个Arrays类，专门用来操作array。
arrays中拥有一组static函数，
equals()：比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所有对应元素两两相等。
fill()：将值填入array中。
sort()：用来对array进行排序。
binarySearch()：在排好序的array中寻找元素。
System.arraycopy()：array的复制。
一、数组Array和集合的区别：
1) 数组是大小固定的，并且同一个数组只能存放类型一样的数据（基本类型/引用类型）
2) JAVA集合可以存储和操作数目不固定的一组数据。
3) 若程序时不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库，array不适用。
二set map list的区别
都是集合接口
set －－其中的值不允许重复，无序的数据结构
list －－其中的值允许重复，因为其为有序的数据结构
map－－成对的数据结构，健值必须具有唯一性（键不能同，否则值替换）
List 按对象进入的顺序保存对象，不做排序或编辑操作。
Set对每个对象只接受一次，并使用自己内部的排序方法（通常，你只关心某个元素是否属于Set,而不关心它的顺序--否则应该使用List）。
Map同样对每个元素保存一份，但这是基于"键"的，Map也有内置的排序，因而不关心元素添加的顺序。如果添加元素的顺序对你很重要，应该使用LinkedHashSet或者LinkedHashMap.
Collection 是对象集合，Collection 有两个子接口List 和Set
List 可以通过下标(1,2..) 来取得值，值可以重复
而Set 只能通过游标来取值，并且值是不能重复的
ArrayList ，Vector ，LinkedList 是List 的实现类
ArrayList 是线程不安全的，Vector 是线程安全的，这两个类底层都是由数组实现的
LinkedList 是线程不安全的，底层是由链表实现的
Map 是键值对集合
HashTable 和HashMap 是Map 的实现类
HashTable 是线程安全的，不能存储null 值
HashMap 不是线程安全的，可以存储null 值
三、Collections类和Collection接口
Collections是针对集合类的一个帮助类，他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作。
Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接继承自Collection的类，
Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
所有实现Collection 接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection ，有一个Collection 参数的构造函数用于创建一个新的Collection ，这个新的Collection 与传入的Collection 有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection 。
集合类的遍历:遍历通用Collection:
如何遍历Collection 中的每一个元素？不论Collection 的实际类型如何，它都支持一个iterator() 的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Collection 中每一个元素。典型的用法如下：
[java]view plaincopyprint?
1.Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子
2.while(it.hasNext()) {
3.Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
4.}
由Collection 接口派生的两个接口是List 和Set 。List 按对象进入的顺序保存对象，不做排序或编辑操作。Set 对每个对象只接受一次，并使用自
己内部的排序方法( 通常，你只关心某个元素是否属于Set, 而不关心它的顺序-- 否则应该使用List) 。
四、List接口，有序可重复的集合
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。
List : 次序是List最重要的特点：它保证维护元素特定的顺序。List为Collection添加了许多方法，使得能够向List中间插入与移除元素（这只推荐LinkedList使用。）一个List可以生成ListIterator,使用它可以从两个方向遍历List,也可以从List中间插入和移除元素。
1. ArrayList类
1) ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。
2) size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。
3) 每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。
4) 和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。
5) 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。
2. Vector类
Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator，虽然和ArrayList创建的Iterator是同一接口，但是，因为Vector是同步的，当一个Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。
3. LinkedList类
LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。如下列方法：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）。这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。
注意LinkedList没有同步方法。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));
4. Stack 类
Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。
用法：
[java]view plaincopyprint?
1.package Test;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.import java.util.Iterator;
5.import java.util.List;
6.public class TestList {
7. public static void main(String dd[]) {
8. // new了一个存储list
9. List l = new ArrayList();
10. // 因为Collection framework只能存储对象所以new封装类
11. l.add(new Integer(1));
12. l.add(new Integer(2));
13. l.add(new Integer(3));
14. l.add(new Integer(4));
15.
16. Iterator it = l.iterator();
17. //使用迭代器（Iterator）:
18. // hasNext是取值取的是当前值.他的运算过程是判断下个是否有
值如果有继续.
19. while (it.hasNext()) {
20. System.out.println("iterator：
Element in list is : " + it.next());
21. }
22. //用for循环和get()方法：
23. for (int i = 0; i < l.size(); i++) {
24. System.out.println("for：
Element in list is : " + l.get(i));
25. }
26. }
27.}
LinkedList
[java]view plaincopyprint?
1.package Test;
2.
3.import java.util.Iterator;
4.import java.util.LinkedList;
5.
6.public class TestLinkedList {
7. public static void main(String arg[]) {
8. LinkedList ll = new LinkedList();// 声明LinkedList并实
例化
9. // 使用add（）方法添加元素
10. ll.add("a");
11. ll.add("b");
12. ll.add("c");
13. // 使用Iterator迭代器遍历出集合的元素并打印
14. Iterator it = ll.iterator();
15. while (it.hasNext()) {
16. System.out.println(it.next());
17. }
18. System.out.println("------------------");
19. // 向链表头和尾分别添加x和z
20. ll.addFirst("z");
21. ll.addLast("x");
22. // 遍历查看添加后的结果
23. for (Iterator i = ll.iterator(); i.hasNext();) {
24. System.out.println(i.next());
25. }
26. }
27.}
ArrayList和LinkedList的区别。
1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。
2.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList 要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList 要移动数据。
如果熟悉数据结构的同学，就会一下明白，ArrayList就是线性表的顺序表示，LinkedList就是线性表的链表表示。
五、Set接口，代表无序，不可重复的集合
Set具有与Collection完全一样的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面有两个不同的List。实际上Set就是Collection,只是行为不同。（这是继承与多态思想的典型应用：表现不同的行为。）Set不保存重复的元素（至于如何判断元素相同则较为负责）
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。
1. HashSet
为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。
2. 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。
3. 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。
用法：
[java]view plaincopyprint?
1.Set set=new HashSet();
2. String s1=new String("hello");
3. String s2=s1;
4. String s3=new String("world");
5. set.add(s1);
6. set.add(s2);
7. set.add(s3);
8. System.out.println(set.size());//打印集合中对象的数
目为 2。
9. Set 的 add()方法是如何判断对象是否已经存放在集合中？
10. boolean isExists=false;
11. Iterator iterator=set.iterator();
12. while(it.hasNext()) {
13. String oldStr=it.next();
14. if(newStr.equals(oldStr)){
15. isExists=true;
16. }
17. }
六、Map接口：映射
Map没有继承Collection接口，Map 提供key 到value 的映射，你可以通过“键”查找“值”。一个Map 中不能包含相同的key ，每个key 只能映射一个value 。Map 接口提供3 种集合的视图，Map 的内容可以被当作一组key 集合，一组value 集合，或者一组key-value 映射。
方法put(Object key, Object value) 添加一个“值” ( 想要得东西) 和与“值”相关联的“键” (key) ( 使用它来查找) 。方法get(Object key) 返回与给定“键”相关联的“值”。可以用containsKey() 和containsValue() 测试Map 中是否包含某个“键”或“值”。标准的Java 类库中包含了几种不同的Map ：HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap 。它们都有同样的基本接口Map ，但是行为、效率、排序策略、保存对象的生命周期和判定“键”等价的策略等各不相同。
Map 同样对每个元素保存一份，但这是基于" 键" 的，Map 也有内置的排序，因而不关心元素添加的顺序。如果添加元素的顺序对你很重要，应该使用LinkedHashSet 或者LinkedHashMap.
执行效率是Map 的一个大问题。看看get() 要做哪些事，就会明白为什么在ArrayList 中搜索“键”是相当慢的。而这正是HashMap 提高速度的地方。HashMap 使用了特殊的值，称为“散列码” (hash code) ，来取代对键的缓慢搜索。“散列码”是“相对唯一”用以代表对象的int 值，它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的（在下面总结二：需要的注意的地方有更进一步探
讨）。所有Java 对象都能产生散列码，因为hashCode() 是定义在基类Object 中的方法。HashMap 就是使用对象的hashCode() 进行快速查询的。此方法能够显著提高性能。
1. Hashtable类
Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非
空（non-null）的对象都可作为key或者value。Hashtable是同步的。
添加数据使用put(key, value) ，取出数据使用get(key) ，这两个基本
操作的时间开销为常数。
Hashtable 通过初始化容量(initial capacity) 和负载因子(load factor) 两个参数调整性能。通常缺省的load factor0.75 较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor 可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get 和put 这样的操作。
使用Hashtable 的简单示例如下，将 1 ，2 ，3 放到Hashtable 中，他们的key 分别是”one” ，”two” ，”three” ：
Hashtable numbers =new Hashtable();
numbers.put(“one”, new Integer(1));
numbers.put(“two”, new Integer(2));
numbers.put(“three”, new Integer(3));
要取出一个数，比如 2 ，用相应的key ：
Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
System.out.println(“two= ”+ n);
由于作为key 的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的value 的位置，因此任何作为key 的对象都必须实现hashCode 方法和equals
方法。hashCode 方法和equals 方法继承自根类Object ，如果你用自定义的类当作key 的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象相同，即obj1.equals(obj2)=true ，则它们的hashCode 必须相同，但如果两个对象不同，则它们的hashCode 不一定不同，如果两个不同对象的hashCode 相同，这种现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的hashCode() 方法，能加快哈希表的操作。
如果相同的对象有不同的hashCode ，对哈希表的操作会出现意想不到的结果（期待的get 方法返回null ），要避免这种问题，只需要牢记一条：要同时复写equals 方法和hashCode 方法，而不要只写其中一个。
Hashtable 是同步的。
2. HashMap类
HashMap和Hashtable类似，也是基于hash散列表的实现。不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即null value和null key。，但是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load factor 过低。
LinkedHashMap 类：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。
3. WeakHashMap类（弱键（weak key ））
WeakHashMap是一种改进的HashMap，它是为解决特殊问题设计的，它对key实行“弱引用”，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收。
4. TreeMap 类
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。
5. IdentifyHashMap 类
使用== 代替equals() 对“键”作比较的hash map 。专为解决特殊问题而设计。用法：
1 添加，删除操作：
[java]view plaincopyprint?
1.Object put(Object key, Object value): 向集合中加入元素
2.Object remove(Object key): 删除与KEY相关的元素
3.void putAll(Map t): 将来自特定映像的所有元素添加给该映像
4.void clear(): 从映像中删除所有映射
2 查询操作：
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。
Conllections : 集合实用类
Conllections提供了供JAVA集合实用的静态方法
七、如何选择
1、容器类和Array的区别、择取
1)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。
2)一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。
2、
1) 在各种Lists中，最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList()；
Vector总是比ArrayList慢，所以要尽量避免使用。
2) 在各种Sets中，HashSet通常优于HashTree（插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。
HashTree存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。
3) 在各种Maps中,HashMap用于快速查找。
4) 当元素个数固定，用Array，因为Array效率是最高的。
结论：最常用的是ArrayList，HashSet，HashMap，Array。而且，我们也会发现一个规律，用TreeXXX都是排序的。
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。
* hashing
哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值，这个值存储在一个array中。
我们都知道所有存储结构中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。
发生碰撞时，让array指向多个values。即，数组每个位置上又生成一个梿表。
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。