一、集合與Map

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接口說明

1. Collection接口
　Collection是最基本的集合接口，一個Collection代表一組Object，即Collection的元素（Elements）。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類，Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子接口”如List和Set。

所有實現(xiàn)Collection接口的類都必須提供兩個標準的構(gòu)造函數(shù)：無參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個空的Collection，有一個 Collection參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個新的Collection，這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。后一個構(gòu)造函數(shù)允許用戶復(fù)制一個Collection。

如何遍歷Collection中的每一個元素？不論Collection的實際類型如何，它都支持一個iterator()的方法，該方法返回一個迭代子，使用該迭代子即可逐一訪問Collection中每一個元素。典型的用法如下：

　Iterator it = collection.iterator(); // 獲得一個迭代子
　　　　while(it.hasNext()) {
　　　　　　Object obj = it.next(); // 得到下一個元素
　　　　}

由Collection接口派生的兩個接口是List和Set。

2. Map接口
Map 接口不是 Collection 接口的繼承。而是從自己的用于維護鍵-值關(guān)聯(lián)的接口層次結(jié)構(gòu)入手。按定義，該接口描述了從不重復(fù)的鍵到值的映射。

具體集合類

三個接口的區(qū)別
1、List（有序、可重復(fù)）
List里存放的對象是有序的，同時也是可以重復(fù)的，List關(guān)注的是索引，擁有一系列和索引相關(guān)的方法，查詢速度快。因為往list集合里插入或刪除數(shù)據(jù)時，會伴隨著后面數(shù)據(jù)的移動，所有插入刪除數(shù)據(jù)速度慢。

2、Set（無序、不能重復(fù)）
Set里存放的對象是無序，不能重復(fù)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，鍵不能重復(fù)，值可以重復(fù)。根據(jù)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(yīng)的值。

Set接口
Set接口同樣是Collection接口的一個子接口，它表示數(shù)學意義上的集合概念。Set中不包含重復(fù)的元素，即Set中不存兩個這樣的元素e1和e2，使得e1.equals(e2)為true。由于Set接口提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)學意義上集合概念的抽象，因此它需要支持對象的添加、刪除，而不需提供隨機訪問

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HashSet 類和 TreeSet 類
“集合框架”支持 Set 接口兩種普通的實現(xiàn)：HashSet 和TreeSet。在更多情況下，您會使用 HashSet 存儲重復(fù)自由的集合?？紤]到效率，添加到 HashSet 的對象需要采用恰當分配散列碼的方式來實現(xiàn)hashCode() 方法。雖然大多數(shù)系統(tǒng)類覆蓋了 Object 中缺省的[hashCode()](http://java.sun.com/products/jdk/1.2/docs/api/java/lang/Object.html#hashCode())實現(xiàn)，但創(chuàng)建您自己的要添加到 HashSet 的類時，別忘了覆蓋 hashCode()。當您要從集合中以有序的方式抽取元素時，TreeSet 實現(xiàn)會有用處。為了能順利進行，添加到TreeSet 的元素必須是可排序的。 “集合框架”添加對 Comparable 元素的支持，在排序的“可比較的接口”部分中會詳細介紹。我們暫且假定一棵樹知道如何保持java.lang 包裝程序器類元素的有序狀態(tài)。一般說來，先把元素添加到 HashSet，再把集合轉(zhuǎn)換為TreeSet 來進行有序遍歷會更快。

為演示具體 Set 類的使用，
下面的程序創(chuàng)建了一個 HashSet，并往里添加了一組名字，其中有個名字添加了兩次。接著，程序把集中名字的列表打印出來，演示了重復(fù)的名字沒有出現(xiàn)。接著，程序把集作為TreeSet 來處理，并顯示有序的列表。

import java.util.*;

public class SetExample {
  public static void main(String args[]) {
    Set set = new HashSet();
    set.add("Bernadine");
    set.add("Elizabeth");
    set.add("Gene");
    set.add("Elizabeth");
    set.add("Clara");
    System.out.println(set);
    Set sortedSet = new TreeSet(set);
    System.out.println(sortedSet);
  }
}

運行程序產(chǎn)生了以下輸出。請注意重復(fù)的條目只出現(xiàn)了一次，列表的第二次輸出已按字母順序排序。
[Gene, Clara, Bernadine, Elizabeth]
[Bernadine, Clara, Elizabeth, Gene]

HashSet的內(nèi)部實現(xiàn)是HashMap，只不過將HashSet里的值都存儲到HashMap的Key上。

List接口
List 接口繼承了 Collection 接口以定義一個允許重復(fù)項的有序集合。該接口不但能夠?qū)α斜淼囊徊糠诌M行處理，還添加了面向位置的操作。

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List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類似于數(shù)組下標）來訪問List中的元素，這類似于Java的數(shù)組。
和下面要提到的Set不同，List允許有相同的元素。

LinkedList類
LinkedList實現(xiàn)了List接口，允許null元素。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆棧（stack），隊列（queue）或雙向隊列（deque）。

注意LinkedList沒有同步方法。如果多個線程同時訪問一個List，則必須自己實現(xiàn)訪問同步。一種解決方法是在創(chuàng)建List時構(gòu)造一個同步的List：

List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

ArrayList類
ArrayList實現(xiàn)了可變大小的數(shù)組。它允許所有元素，包括null。ArrayList沒有同步。
size，isEmpty，get，set方法運行時間為常數(shù)。但是add方法開銷為分攤的常數(shù)，添加n個元素需要O(n)的時間。其他的方法運行時間為線性。

每個ArrayList實例都有一個容量（Capacity），即用于存儲元素的數(shù)組的大小。這個容量可隨著不斷添加新元素而自動增加，但是增長算法并沒有定義。當需要插入大量元素時，在插入前可以調(diào)用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。

和LinkedList一樣，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）

Vector類
Vector非常類似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector創(chuàng)建的Iterator，雖然和ArrayList創(chuàng)建的Iterator是同一接口，但是，因為Vector是同步的，當一個Iterator被創(chuàng)建而且正在被使用，另一個線程改變了Vector的狀態(tài)（例如，添加或刪除了一些元素），這時調(diào)用Iterator的方法時將拋出ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

Stack 類
Stack繼承自Vector，實現(xiàn)一個后進先出的堆棧。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當作堆棧使用?；镜膒ush和pop方法，還有peek方法得到棧頂?shù)脑?，empty方法測試堆棧是否為空，search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。Stack剛創(chuàng)建后是空棧。

Set和List對比：
Set：檢索元素效率低下，刪除和插入效率高，插入和刪除不會引起元素位置改變。
List：和數(shù)組類似，List可以動態(tài)增長，查找元素效率高，插入刪除元素效率低，因為會引起其他元素位置改變。

Map接口
請注意，Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個Map中不能包含相同的key，每個key只能映射一個value。Map接口提供3種集合的視圖，Map的內(nèi)容可以被當作一組key集合，一組value集合，或者一組key-value映射。

實現(xiàn)類：HashMap、Hashtable、LinkedHashMap和TreeMap

**HashMap **
HashMap是最常用的Map，它根據(jù)鍵的HashCode值存儲數(shù)據(jù)，根據(jù)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(shù)據(jù)的順序是完全隨機的。因為鍵對象不可以重復(fù)，所以HashMap最多只允許一條記錄的鍵為Null，允許多條記錄的值為Null，是非同步的

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(dǎo)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為null，同時效率較低。

ConcurrentHashMap
線程安全，并且鎖分離。ConcurrentHashMap內(nèi)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(fā)生在不同的段上，它們就可以并發(fā)進行。

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。

TreeMap
TreeMap實現(xiàn)SortMap接口，能夠把它保存的記錄根據(jù)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值為空，非同步的；

map的遍歷

1. KeySet()
   將Map中所有的鍵存入到set集合中。因為set具備迭代器。所有可以迭代方式取出所有的鍵，再根據(jù)get方法。獲取每一個鍵對應(yīng)的值。 keySet():迭代后只能通過get()取key 。
   取到的結(jié)果會亂序，是因為取得數(shù)據(jù)行主鍵的時候，使用了HashMap.keySet()方法，而這個方法返回的Set結(jié)果，里面的數(shù)據(jù)是亂序排放的。

Map map = new HashMap();
map.put("key1","lisi1");
map.put("key2","lisi2");
map.put("key3","lisi3");
map.put("key4","lisi4");  
//先獲取map集合的所有鍵的set集合，keyset（）
Iterator it = map.keySet().iterator();
 //獲取迭代器
while(it.hasNext()){
Object key = it.next();
System.out.println(map.get(key));
}

2. entrySet
   Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() //返回此映射中包含的映射關(guān)系的 Set 視圖。（一個關(guān)系就是一個鍵-值對），就是把(key-value)作為一個整體一對一對地存放到Set集合當中的。Map.Entry表示映射關(guān)系。entrySet()：迭代后可以e.getKey()，e.getValue()兩種方法來取key和value。返回的是Entry接口。

Map map = new HashMap();
map.put("key1","lisi1");
map.put("key2","lisi2");
map.put("key3","lisi3");
map.put("key4","lisi4");
//將map集合中的映射關(guān)系取出，存入到set集合
Iterator it = map.entrySet().iterator();
while(it.hasNext()){
Entry e =(Entry) it.next();
System.out.println("鍵"+e.getKey () + "的值為" + e.getValue());
}

主要實現(xiàn)類區(qū)別小結(jié)

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(shù)目大于目前集合數(shù)組的長度時，vector增長率為目前數(shù)組長度的100%，而arraylist增長率為目前數(shù)組長度的50%。如果在集合中使用數(shù)據(jù)量比較大的數(shù)據(jù)，用vector有一定的優(yōu)勢。
3，如果查找一個指定位置的數(shù)據(jù)，vector和arraylist使用的時間是相同的，如果頻繁的訪問數(shù)據(jù)，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(dǎo)致后面的元素都發(fā)生移動，這個時候就應(yīng)該考慮到使用linklist,因為它移動一個指定位置的數(shù)據(jù)時其它元素不移動。
ArrayList 和Vector是采用數(shù)組方式存儲數(shù)據(jù)，此數(shù)組元素數(shù)大于實際存儲的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)要涉及到數(shù)組元素移動等內(nèi)存操作，所以索引數(shù)據(jù)快，插入數(shù)據(jù)慢，Vector由于使用了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(xiàn)存儲，按序號索引數(shù)據(jù)需要進行向前或向后遍歷，但是插入數(shù)據(jù)時只需要記錄本項的前后項即可，所以插入數(shù)度較快。

arraylist和linkedlist
1.ArrayList是實現(xiàn)了基于動態(tài)數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，LinkedList基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
2.對于隨機訪問get和set，ArrayList覺得優(yōu)于LinkedList，因為LinkedList要移動指針。
3.對于新增和刪除操作add和remove，LinedList比較占優(yōu)勢，因為ArrayList要移動數(shù)據(jù)。 這一點要看實際情況的。若只對單條數(shù)據(jù)插入或刪除，ArrayList的速度反而優(yōu)于LinkedList。但若是批量隨機的插入刪除數(shù)據(jù)，LinkedList的速度大大優(yōu)于ArrayList. 因為ArrayList每插入一條數(shù)據(jù)，要移動插入點及之后的所有數(shù)據(jù)。

HashMap與TreeMap
1、 HashMap通過hashcode對其內(nèi)容進行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持著某種固定的順序，如果你需要得到一個有序的結(jié)果你就應(yīng)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，那么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(xiàn)。
兩個map中的元素一樣，但順序不一樣，導(dǎo)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允許存在一個為null的key，多個為null的value 。
3、hashtable的key和value都不允許為null。

參考鏈接
https://blog.csdn.net/frankarmstrong/article/details/56003697
https://blog.csdn.net/u014136713/article/details/52089156
https://blog.csdn.net/touchSea/article/details/750923