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Java集合类如下图：

• set是一个数据集合
• List属于数组列表
• Map也属于一个数据集合

网上找了个图，方便理解。

• List , Set, Map都是接口，前两个继承至Collection接口，Map为独立接口
• Set下有HashSet，LinkedHashSet，TreeSet
• List下有ArrayList，Vector，LinkedList
• Map下有Hashtable，LinkedHashMap，HashMap，TreeMap
• Collection接口下还有个Queue接口，有PriorityQueue类

1.Set对象

Set是最简单的一种集合。集合中的对象不按特定的方式排序，并且没有重复对象。

HashSet

HashSet底层用的是哈希表，它把对象根据其哈希值存放到对应的区域里。由于这种特性，两个在不同区域的对象会被认为不相同的。
所以如果对象要存放到Hash集合里面，则需要重写对象的hashCode方法，让相等的对象的hashCode的值也相等。

TreeSet

TreeSet采用的数据结构是红黑树，我们可以让它按指定规则对其中的元素进行排序。它又是如何判断两个元素是否相同呢？除了用equals方法检查两个元素是否相同外，还要检查compareTo方法是否返回为0。

所以如果对象要存放到Tree集合里，需要在重写compareTo方法，把相同的对象的比较值定为0，防止相同的元素被重复添加进集合中。

LinkedHashSet

底层数据结构是链表和哈希表。(FIFO插入有序,唯一)

• 由链表保证元素有序
• 由哈希表保证元素唯一

set的测试：

Set<String> data = new TreeSet<>();
data.add("re");
data.add("idn");
data.add("mob");
data.add("ref");
data.add("01");
out(data);

Set<Integer> integers = new TreeSet<>();
integers.add(12);
integers.add(1);
integers.add(15);
integers.add(5);
integers.add(65);

out(integers);

 

打印结果如下：

[01, idn, mob, re, ref]
[1, 5, 12, 15, 65]

2.List对象

List 接口继承了 Collection 接口以定义一个允许重复项的有序集合。该接口不但能够对列表的一部分进行处理，还添加了面向位置的操作。

有序的 collection（也称为序列）。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。

ArrayList

• 优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
• 缺点: 线程不安全，效率高

Vector

• 优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
• 缺点: 线程安全，效率低

LinkedList

• 优点: 底层数据结构是链表，查询慢，增删快。
• 缺点: 线程不安全，效率高

PS：ArrayList是实现了基于底层的数据结构，LinkedList基于底层数据结构是链表；对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList遍历全部再确定；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。

Collection是集合接口

|————Set子接口:无序，不允许重复。
|————List子接口:有序，可以有重复元素。

区别：Collections是集合类

Set和List对比：

• Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。
• List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。

List的排序示例：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(12);
list.add(1);
list.add(15);
list.add(5);
list.add(65);
list.sort((a,b)->{
    return a-b;
});
out(list);

打印结果：
[1, 5, 12, 15, 65]

如果降序，只需要把a-b改成b-a即可。

3.Map对象

Map 是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。 Map没有继承于Collection接口 从Map集合中检索元素时，只要给出键对象，就会返回对应的值对象。

map主要的特性：

• key字段不可重复
• key,value 都可以是任何引用类型的数据，包括 null
• Map 取代了古老的 Dictionary 抽象类

因此，每个 key 只能对应一个 value, 多个 key 可以对应一个 value。Map集合维护“键、值对”的关联性，使你可以通过“键”查找“值”。

Map的功能方法

• 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)。
• get(Object key)返回与给定“键”相关联的“值”。
• containsKey()和containsValue()可以检查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。

执行效率是Map的一个大问题，看看get方法的代码，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。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

Map基于散列表的实现，就是使用对象的hashCode()进行快速查询的，插入和查询“键值对”的开销是固定的，此方法能够显着提高性能。

LinkedHashMap

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算法)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。

TreeMap

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。

WeakHashMao

弱键(weak key)Map，Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”，则此“键”可以被垃圾收集器回收。

IdentifyHashMap

使用==代替equals()对“键”作比较的hash map，专为解决特殊问题而设计。

总结

List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别；Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具体的对象，可被实例化。vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别，vector不进行边界检查。

注意：

• 如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。
• 如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
• 在除需要排序时使用TreeSet、TreeMap外，其他应使用HashSet，HashMap，因为他们的效率更高。
• 要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
• 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，一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。
• 尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。
• Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。
• Set和Collection拥有一模一样的接口。
• List，可以通过get()方法来一次取出一个元素。
• 一般使用ArrayList；用LinkedList构造堆栈stack、队列使用queue。
• 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、alue。
• HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。
• 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呢？因为，key总是独一无二的，value允许重复。