版本1:
Collection 接口的接口 对象的集合
├ List 子接口 按进入先后有序保存 可重复 │├ LinkedList 接口实现类 链表 插入删除 没有同步 线程不安全 │├ ArrayList 接口实现类 数组 随机访问 没有同步 线程不安全 │└ Vector 接口实现类 数组 同步 线程安全 │ └ Stack└ Set 子接口 仅接收一次,并做内部排序├ HashSet
│ └ LinkedHashSet
└ TreeSet对于 List ,关心的是顺序, 它保证维护元素特定的顺序(允许有相同元素),使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引(元素在 List 中的位置,类似于数组下标)来访问 List 中的元素。
对于 Set ,只关心某元素是否属于 Set (不 允许有相同元素 ),而不关心它的顺序。
Map 接口 键值对的集合
├ Hashtable 接口实现类 同步 线程安全 ├ HashMap 接口实现类 没有同步 线程不安全│├ LinkedHashMap
│└ WeakHashMap
├ TreeMap
└ IdentifyHashMap对于 Map ,最大的特点是键值映射,且为一一映射,键不能重复,值可以,所以是用键来索引值。 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”。
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.
对于效率, Map 由于采用了哈希散列,查找元素时明显比 ArrayList 快。
更为精炼的总结:
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Stack类:继承自Vector,实现一个后进先出的栈。提供了几个基本方法,push、pop、peak、empty、search等。
Queue接口:提供了几个基本方法,offer、poll、peek等。已知实现类有LinkedList、PriorityQueue等。
版本2:
1. Interface Iterable迭代器接口,这是Collection类的父接口。实现这个Iterable接口的对象允许使用foreach进行遍历,也就是说,所有的Collection集合对象都具有"foreach可遍历性"。这个Iterable接口只 有一个方法: iterator()。它返回一个代表当前集合对象的泛型迭代器,用于之后的遍历操作1.1 CollectionCollection是最基本的集合接口,一个Collection代表一组Object的集合,这些Object被称作Collection的元素。Collection是一个接口,用以提供规范定义,不能被实例化使用 1) Set Set集合类似于一个罐子,"丢进"Set集合里的多个对象之间没有明显的顺序。Set继承自Collection接口,不能包含有重复元素(记住,这是整个Set类层次的共有属性)。 Set判断两个对象相同不是使用"=="运算符,而是根据equals方法。也就是说,我们在加入一个新元素的时候,如果这个新元素对象和Set中已有对象进行注意equals比较都返回false, 则Set就会接受这个新元素对象,否则拒绝。 因为Set的这个制约,在使用Set集合的时候,应该注意两点:1) 为Set集合里的元素的实现类实现一个有效的equals(Object)方法、2) 对Set的构造函数,传入的Collection参数不能包 含重复的元素 1.1) HashSet HashSet是Set接口的典型实现,HashSet使用HASH算法来存储集合中的元素,因此具有良好的存取和查找性能。当向HashSet集合中存入一个元素时,HashSet会调用该对象的 hashCode()方法来得到该对象的hashCode值,然后根据该HashCode值决定该对象在HashSet中的存储位置。 值得主要的是,HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals()方法比较相等,并且两个对象的hashCode()方法的返回值相等 1.1.1) LinkedHashSet LinkedHashSet集合也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置,但和HashSet不同的是,它同时使用链表维护元素的次序,这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的。 当遍历LinkedHashSet集合里的元素时,LinkedHashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。 LinkedHashSet需要维护元素的插入顺序,因此性能略低于HashSet的性能,但在迭代访问Set里的全部元素时(遍历)将有很好的性能(链表很适合进行遍历) 1.2) SortedSet 此接口主要用于排序操作,即实现此接口的子类都属于排序的子类 1.2.1) TreeSet TreeSet是SortedSet接口的实现类,TreeSet可以确保集合元素处于排序状态 1.3) EnumSet EnumSet是一个专门为枚举类设计的集合类,EnumSet中所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值,该枚举类型在创建EnumSet时显式、或隐式地指定。EnumSet的集合元素也是有序的, 它们以枚举值在Enum类内的定义顺序来决定集合元素的顺序 2) List List集合代表一个元素有序、可重复的集合,集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List集合允许加入重复元素,因为它可以通过索引来访问指定位置的集合元素。List集合默认按元素 的添加顺序设置元素的索引 2.1) ArrayList ArrayList是基于数组实现的List类,它封装了一个动态的增长的、允许再分配的Object[]数组。 2.2) Vector Vector和ArrayList在用法上几乎完全相同,但由于Vector是一个古老的集合,所以Vector提供了一些方法名很长的方法,但随着JDK1.2以后,java提供了系统的集合框架,就将 Vector改为实现List接口,统一归入集合框架体系中 2.2.1) Stack Stack是Vector提供的一个子类,用于模拟"栈"这种数据结构(LIFO后进先出) 2.3) LinkedList implements List , Deque 。实现List接口,能对它进行队列操作,即可以根据索引来随机访问集合中的元素。同时它还实现Deque接口,即能将LinkedList当作双端队列 使用。自然也可以被当作"栈来使用" 3) Queue Queue用于模拟"队列"这种数据结构(先进先出 FIFO)。队列的头部保存着队列中存放时间最长的元素,队列的尾部保存着队列中存放时间最短的元素。新元素插入(offer)到队列的尾部, 访问元素(poll)操作会返回队列头部的元素,队列不允许随机访问队列中的元素。结合生活中常见的排队就会很好理解这个概念 3.1) PriorityQueue PriorityQueue并不是一个比较标准的队列实现,PriorityQueue保存队列元素的顺序并不是按照加入队列的顺序,而是按照队列元素的大小进行重新排序,这点从它的类名也可以 看出来 3.2) Deque Deque接口代表一个"双端队列",双端队列可以同时从两端来添加、删除元素,因此Deque的实现类既可以当成队列使用、也可以当成栈使用 3.2.1) ArrayDeque 是一个基于数组的双端队列,和ArrayList类似,它们的底层都采用一个动态的、可重分配的Object[]数组来存储集合元素,当集合元素超出该数组的容量时,系统会在底层重 新分配一个Object[]数组来存储集合元素 3.2.2) LinkedList1.2 MapMap用于保存具有"映射关系"的数据,因此Map集合里保存着两组值,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都可以是任何引用类型的数据。Map的key不允 许重复,即同一个Map对象的任何两个key通过equals方法比较结果总是返回false。关于Map,我们要从代码复用的角度去理解,java是先实现了Map,然后通过包装了一个所有value都为null的Map就实现了Set集合Map的这些实现类和子接口中key集的存储形式和Set集合完全相同(即key不能重复)Map的这些实现类和子接口中value集的存储形式和List非常类似(即value可以重复、根据索引来查找) 1) HashMap 和HashSet集合不能保证元素的顺序一样,HashMap也不能保证key-value对的顺序。并且类似于HashSet判断两个key是否相等的标准也是: 两个key通过equals()方法比较返回true、 同时两个key的hashCode值也必须相等 1.1) LinkedHashMap LinkedHashMap也使用双向链表来维护key-value对的次序,该链表负责维护Map的迭代顺序,与key-value对的插入顺序一致(注意和TreeMap对所有的key-value进行排序进行区 分) 2) Hashtable 是一个古老的Map实现类 2.1) Properties Properties对象在处理属性文件时特别方便(windows平台上的.ini文件),Properties类可以把Map对象和属性文件关联起来,从而可以把Map对象中的key-value对写入到属性文 件中,也可以把属性文件中的"属性名-属性值"加载到Map对象中 3) SortedMap 正如Set接口派生出SortedSet子接口,SortedSet接口有一个TreeSet实现类一样,Map接口也派生出一个SortedMap子接口,SortedMap接口也有一个TreeMap实现类 3.1) TreeMap TreeMap就是一个红黑树数据结构,每个key-value对即作为红黑树的一个节点。TreeMap存储key-value对(节点)时,需要根据key对节点进行排序。TreeMap可以保证所有的 key-value对处于有序状态。同样,TreeMap也有两种排序方式: 自然排序、定制排序 4) WeakHashMap WeakHashMap与HashMap的用法基本相似。区别在于,HashMap的key保留了对实际对象的"强引用",这意味着只要该HashMap对象不被销毁,该HashMap所引用的对象就不会被垃圾回收。 但WeakHashMap的key只保留了对实际对象的弱引用,这意味着如果WeakHashMap对象的key所引用的对象没有被其他强引用变量所引用,则这些key所引用的对象可能被垃圾回收,当垃 圾回收了该key所对应的实际对象之后,WeakHashMap也可能自动删除这些key所对应的key-value对 5) IdentityHashMap IdentityHashMap的实现机制与HashMap基本相似,在IdentityHashMap中,当且仅当两个key严格相等(key1 == key2)时,IdentityHashMap才认为两个key相等 6) EnumMap EnumMap是一个与枚举类一起使用的Map实现,EnumMap中的所有key都必须是单个枚举类的枚举值。创建EnumMap时必须显式或隐式指定它对应的枚举类。EnumMap根据key的自然顺序 (即枚举值在枚举类中的定义顺序) 编程应用场景:
set 1) HashSet的性能总是比TreeSet好(特别是最常用的添加、查询元素等操作),因为TreeSet需要额外的红黑树算法来维护集合元素的次序。只有当需要一个保持排序的Set时,才应该使用TreeSet,否则都应该使用HashSet2) 对于普通的插入、删除操作,LinkedHashSet比HashSet要略慢一点,这是由维护链表所带来的开销造成的。不过,因为有了链表的存在,遍历LinkedHashSet会更快3) EnumSet是所有Set实现类中性能最好的,但它只能保存同一个枚举类的枚举值作为集合元素 4) HashSet、TreeSet、EnumSet都是"线程不安全"的,通常可以通过Collections工具类的synchronizedSortedSet方法来"包装"该Set集合。 SortedSet s = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));
List
1. java提供的List就是一个"线性表接口",ArrayList(基于数组的线性表)、LinkedList(基于链的线性表)是线性表的两种典型实现2. Queue代表了队列,Deque代表了双端队列(既可以作为队列使用、也可以作为栈使用) 3. 因为数组以一块连续内存来保存所有的数组元素,所以数组在随机访问时性能最好。所以的内部以数组作为底层实现的集合在随机访问时性能最好。 4. 内部以链表作为底层实现的集合在执行插入、删除操作时有很好的性能 5. 进行迭代操作时,以链表作为底层实现的集合比以数组作为底层实现的集合性能好 Map
1) HashMap和Hashtable的效率大致相同,因为它们的实现机制几乎完全一样。但HashMap通常比Hashtable要快一点,因为Hashtable需要额外的线程同步控制2) TreeMap通常比HashMap、Hashtable要慢(尤其是在插入、删除key-value对时更慢),因为TreeMap底层采用红黑树来管理key-value对3) 使用TreeMap的一个好处就是: TreeMap中的key-value对总是处于有序状态,无须专门进行排序操作