常用集合框架总结

Java集合类主要由两个根接口Collection和Map派生出来的,Collection派生出了三个子接口:List、Set、Queue(Java5新增的队列),因此Java集合大致也可分成List、Set、Queue、Map四种接口体系,(注意:Map不是Collection的子接口)。
其中List代表了有序可重复集合,可直接根据元素的索引来访问;Set代表无序不可重复集合,只能根据元素本身来访问;Queue是队列集合;Map代表的是存储key-value对的集合,可根据元素的key来访问value。


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Set集合###

存储的是无序的,不重复的数据,所以如果把两个相同元素添加到同一个Set集合,则添加操作失败,新元素不会被加入,add()方法返回false。

List集合###

代表一个有序、可重复集合,集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List集合默认按照元素的添加顺序设置元素的索引,可以通过索引(类似数组的下标)来访问指定位置的集合元素。

实现List接口的集合主要有:ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。

Map接口###

采用键值对Map<K,V>的存储方式,保存具有映射关系的数据,因此,Map集合里保存两组值,一组值用于保存Map里的key,另外一组值用于保存Map里的value,key和value可以是任意引用类型的数据。key值不允许重复,可以为null。如果添加key-value对时Map中已经有重复的key,则新添加的value会覆盖该key原来对应的value。常用实现类有HashMap、LinkedHashMap、TreeMap等。

常用集合类简介###

-ArrayList是一个动态数组,也是我们最常用的集合,是List类的典型实现。它允许任何符合规则的元素插入甚至包括null。每一个ArrayList都有一个初始容量(10),该容量代表了数组的大小。随着容器中的元素不断增加,容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素的同时都会进行容量检查,当快溢出时,就会进行扩容操作。所以如果我们明确所插入元素的多少,最好指定一个初始容量值,避免过多的进行扩容操作而浪费时间、效率。
-LinkedList是List接口的另一个实现,除了可以根据索引访问集合元素外,LinkedList还实现了Deque接口,可以当作双端队列来使用,也就是说,既可以当作“栈”使用,又可以当作队列使用。
LinkedList的实现机制与ArrayList的实现机制完全不同,ArrayLiat内部以数组的形式保存集合的元素,所以随机访问集合元素有较好的性能;LinkedList内部以链表的形式保存集合中的元素,所以随机访问集合中的元素性能较差,但在插入删除元素时有较好的性能。
-Vector与ArrayList相似,但是Vector是同步的。所以说Vector是线程安全的动态数组。它的操作与ArrayList几乎一样。
-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?;镜膒ush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。
-HashMap与Hashtable
HashMap与Hashtable是Map接口的两个典型实现,它们之间的关系完全类似于ArrayList与Vertor。HashTable是一个古老的Map实现类,它提供的方法比较繁琐,目前基本不用了,HashMap与Hashtable主要存在以下两个典型区别:
  HashMap是线程不安全,HashTable是线程安全的。
  HashMap可以使用null值最为key或value;Hashtable不允许使用null值作为key和value,如果把null放进HashTable中,将会发生空指针异常。
  为了成功的在HashMap和Hashtable中存储和获取对象,用作key的对象必须实现hashCode()方法和equals()方法。
  HashMap工作原理如下:
  HashMap基于hashing原理,通过put()和get()方法存储和获取对象。当我们将键值对传递给put()方法时,它调用建对象的hashCode()方法来计算hashCode值,然后找到bucket位置来储存值对象。当获取对象时,通过建对象的equals()方法找到正确的键值对,然后返回对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题,当发生碰撞了,对象将会存储在链表的下一个节点中。
-LinkedHashMap使用双向链表来维护key-value对的次序(其实只需要考虑key的次序即可),该链表负责维护Map的迭代顺序,与插入顺序一致,因此性能比HashMap低,但在迭代访问Map里的全部元素时有较好的性能。
-Properties类时Hashtable类的子类,它相当于一个key、value都是String类型的Map,主要用于读取配置文件。
-TreeMap是SortedMap的实现类,是一个红黑树的数据结构,每个key-value对作为红黑树的一个节点。TreeMap存储key-value对时,需要根据key对节点进行排序。TreeMap也有两种排序方式:
1.自然排序:TreeMap的所有key必须实现Comparable接口,而且所有的key应该是同一个类的对象,否则会抛出ClassCastException。
2.定制排序:创建TreeMap时,传入一个Comparator对象,该对象负责对TreeMap中的所有key进行排序。
-HashSet是Set集合最常用实现类,是其经典实现。HashSet是按照hash算法来存储元素的,因此具有很好的存取和查找性能。HashSet相当于是简化了得HashMap(只存储value);
-LinkedHashSet是HashSet的一个子类,具有HashSet的特性,也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置。但它使用链表维护元素的次序,元素的顺序与添加顺序一致。由于LinkedHashSet需要维护元素的插入顺序,因此性能略低于HashSet,但在迭代访问Set里的全部元素时由很好的性能。
-TreeSet时SortedSet接口的实现类,TreeSet可以保证元素处于排序状态,它采用红黑树的数据结构来存储集合元素。TreeSet支持两种排序方法:自然排序和定制排序,默认采用自然排序。
-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。
-SparseArray是用于在Android平台上替代HashMap的数据结构,更具体的说, 是用于替代key为int类型,value为Object类型的HashMap。和ArrayMap类似,它的实现相比于HashMap更加节省空间,而且由于key指定为int类型,也可以节省int-Integer的装箱拆箱操作带来的性能消耗。比传统的HashMap时间效率低。因为其会对key从小到大排序,使用二分法查询key对应在数组中的下标。在添加、删除、查找数据的时候都是先使用二分查找法得到相应的index,然后通过index来进行添加、查找、删除等操作。SparseArray为了提升性能,在删除操作时做了一些优化:当删除一个元素时,并不是立即从value数组中删除它,并压缩数组, 而是将其在value数组中标记为已删除。这样当存储相同的key的value时,可以重用这个空间。如果该空间没有被重用,随后将在合适的时机里执行gc(垃圾收集)操作,将数组压缩,以免浪费空间。
-ConcurrentHashMap线程安全的HashMap,jdk1.7采用分段锁技术实现线程安全

内容来源:(冰湖一角)https://www.cnblogs.com/bingyimeiling/p/10255037.html 作者分类总结得很好,但内容不是很全,可以直接看原文,本人添加了一点额外的内容,方便学习

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