java集合汇总

几个主要结合的主要关系：
Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

一、集合与数组

数组：是用来存储对象（存储对象的引用，java的基本数据类型和引用类型）和基本数据类型的一种容器，但是数组的长度在创建时候已经固定，不适合在对象数量未知的情况下使用。

集合：通俗的讲集合是一个存放数据的容器，准确的讲集合是一个 存放数据对象引用的容器，并非对象本身。（只能存储对象，对象类型可以不一样），集合长度可变，可在多数情况下使用。
注意：
集合存放的都是对象的引用，那些看似存放着基本数据类型其实已经通过java自动装，拆箱操作装成了相应的对象。

1
2
3

List list =new ArrayList();
list.add(12);
System.out.println(list.get(0).getClass().getName());//Integer类型 自动装、拆箱

二、层次关系

如图所示：图中，实线边框的是实现类，折线边框的是抽象类，而点线边框的是接口：

##集合框架图：

Collection接口是集合类的根接口，Java中没有提供这个接口的直接的实现类。但是却让其被继承产生了两个接口，就是Set和List。Set中不能包含重复的元素（set集合的去重原理）。List是一个有序的集合，可以包含重复的元素，提供了按索引访问的方式。

Map是Java.util包中的另一个接口，它和Collection接口没有关系，是相互独立的，但是都属于集合类的一部分。Map包含了key-value对。Map不能包含重复的key，但是可以包含相同的value。

Iterator（迭代接口），所有的集合类，都实现了Iterator接口，所以不论Collection实际类型是哪一个都支持iterator()的方法，该方法返回一个迭代子。这是一个用于遍历集合中元素的接口，主要包含以下三种方法：
1.hasNext()是否还有下一个元素。
2.next()返回下一个元素。
3.remove()删除当前元素。
典型使用：

Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子
　　　　while(it.hasNext()) {
　　　　　　Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
　　　　}

注意：
Collection collection = new ArrayList();（这样写的好处在于，以后如果要引用不同的集合，可以省略很多麻烦。因为都是用Collection接口里的方法，java多态的提现，向上转型）
容器类对象在调用remove,contains等方法时需要比较对象是否相等地，这会涉及到对象类型的equals方法和hashcode方法。即，相等的对象应该有相等的hashcode.当然，如果是自定义的类型，需要重写这两个方法

三、几种重要的集合接口和类简介

1、List（有序、可重复）
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
List里存放的对象是有序的，同时也是可以重复的，List关注的是索引，拥有一系列和索引相关的方法，查询速度快。因为往list集合里插入或删除数据时，会伴随着后面数据的移动，所有插入删除数据速度慢。
List 接口提供了特殊的迭代器，称为 ListIterator，除了允许 Iterator 接口提供的正常操作外，该迭代器还允许元素插入和替换，以及双向访问。还提供了一个方法来获取从列表中指定位置开始的列表迭代器
注意：尽管列表允许把自身作为元素包含在内，但建议要特别小心：在这样的列表上，equals 和 hashCode 方法不再是定义良好的。

2、Set（无序、不能重复）
Set接口同样是Collection接口的一个子接口，它表示数学意义上的集合概念。Set中不包含重复的元素，即Set中不存两个这样的元素e1和e2，使得e1.equals(e2)为true。由于Set接口提供的数据结构是数学意义上集合概念的抽象，因此它需要支持对象的添加、删除，而不需提供随机访问。故Set接口与Collection的接口相同。Set里存放的对象是无序，不能重复的，集合中的对象不按特定的方式排序，set可以存入null和boolean型。

3、Map（键值对、键唯一、值不唯一）
Map 接口不是 Collection 接口的继承。而是从自己的用于维护键-值关联的接口层次结构入手。按定义，该接口描述了从不重复的键到值的映射。
Map集合中存储的是键值对，键不能重复，值可以重复。根据键得到值，对map集合遍历时先得到键的set集合，对set集合进行遍历，得到相应的值。

四、遍历
在类集中提供了以下四种的常见输出方式：
1）Iterator：迭代输出，是使用最多的输出方式。
2）ListIterator：是Iterator的子接口，专门用于输出List中的内容。
3）foreach输出：JDK1.5之后提供的新功能，可以输出数组或集合。
4）for循环
代码示例如下：

for的形式：for（int i=0;i<arr.size();i++）{...}
foreach的形式： for（int　i：arr）{...}
iterator的形式：
Iterator it = arr.iterator();
while(it.hasNext()){ object o =it.next(); ...}

集中常用的对应实现类总结

五、（实现List集合接口）ArrayList、LinkedList，和Vector
ArrayList和LinkedList在用法上没有区别，但是在功能上还是有区别的。LinkedList经常用在增删操作较多而查询操作很少的情况下，ArrayList则相反。
即：ArrayList ：读快改慢，动态数组
LinkedList：改快读慢，链表，队列，堆栈。
Vector是一种老的动态数组，是线程同步的，效率很低，一般不赞成使用。

六、Set集合（HashSet和TreeSet）
HashSet：使用哈希表实现的，HashSet集合是无序的，可以存入null当只能存一个，存入的对象或数据唯一。
TresSet：使用二叉树实现，集合是有序且自动排列好的（默认升序排序）。可以通过实现Comparable接口，重写接口里面的
compareTo(Object obj)方法来自定义排序，该方法返回一个整数值。该集合不允许放入null值。
参考：TreeSet和HashSet的区别
注意：
HashSet 和 TreeSet 都实现 Cloneable 接口。
HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法，放入的对象，是以hashcode码作为标识的，而具有相同内容的 String对象，hashcode是一样，所以放入的内容不能重复。但是同一个类的对象可以放入不同的实例。

七、Map集合

实现类：HashMap、Hashtable、LinkedHashMap和TreeMap

HashMap
HashMap是最常用的Map（无序的），它根据键的HashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度，遍历时，取得数据的顺序是完全随机的。因为键对象不可以重复，所以HashMap最多只允许一条记录的键为Null，允许多条记录的值为Null，是非同步的，效率高。

Hashtable
Hashtable与HashMap类似，是HashMap的线程安全版，它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable，因此也导致了Hashtale在写入时会比较慢，它继承自Dictionary类，不同的是它不允许记录的键或者值为null，同时效率较低。

ConcurrentHashMap
线程安全，并且锁分离。ConcurrentHashMap内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分，每个段其实就是一个小的hash table，它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。

LinkedHashMap
LinkedHashMap保存了记录的插入顺序（有序的），在用Iteraor遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的，在遍历的时候会比HashMap慢，有HashMap的全部特性。

TreeMap
TreeMap实现SortMap接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序（自然顺序），也可以指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。不允许key值为空，非同步的；所以在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但如果您要按顺序遍历键，那么TreeMap 会更好。
自定义排序例子：

TreeMap<Double,Object> rf = new TreeMap<Double,Object>(new Comparator(){  
  
   @Override  
   public int compare(Object o1, Object o2) {  
    // TODO Auto-generated method stub   重写compare方法，降序排列
    Double a = (Double)o1;  
    Double b = (Double)o2;  
    return -a.compareTo(b);  
   }});

map的遍历

第一种：KeySet()
将Map中所有的键存入到set集合中。因为set具备迭代器。所有可以迭代方式取出所有的键，再根据get方法。获取每一个键对应的值。 keySet():迭代后只能通过get()取key 。
取到的结果会乱序，是因为取得数据行主键的时候，使用了HashMap.keySet()方法，而这个方法返回的Set结果，里面的数据是乱序排放的。
典型用法如下：
Map map = new HashMap();
map.put(“key1”,”lisi1”);
map.put(“key2”,”lisi2”);
map.put(“key3”,”lisi3”);
map.put(“key4”,”lisi4”);
//先获取map集合的所有键的set集合，keyset（）
Iterator it = map.keySet().iterator();
//获取迭代器
while(it.hasNext()){
Object key = it.next();
System.out.println(map.get(key));
}

第二种：entrySet（）
Set> entrySet() //返回此映射中包含的映射关系的 Set 视图。（一个关系就是一个键-值对），就是把(key-value)作为一个整体一对一对地存放到Set集合当中的。Map.Entry表示映射关系。entrySet()：迭代后可以e.getKey()，e.getValue()两种方法来取key和value。返回的是Entry接口。
典型用法如下：
Map map = new HashMap();
map.put(“key1”,”lisi1”);
map.put(“key2”,”lisi2”);
map.put(“key3”,”lisi3”);
map.put(“key4”,”lisi4”);
//将map集合中的映射关系取出，存入到set集合
Iterator it = map.entrySet().iterator();
while(it.hasNext()){
Entry e =(Entry) it.next();
System.out.println(“键”+e.getKey () + “的值为” + e.getValue());
}
推荐使用第二种方式，即entrySet()方法，效率较高。
对于keySet其实是遍历了2次，一次是转为iterator，一次就是从HashMap中取出key所对于的value。而entryset只是遍历了第一次，它把key和value都放到了entry中，所以快了。两种遍历的遍历时间相差还是很明显的。

八、主要实现类区别小结

Vector和ArrayList
1，vector是线程同步的，所以它也是线程安全的，而arraylist是线程异步的，是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素，一般用arraylist效率比较高。
2，如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，vector增长率为目前数组长度的100%，而arraylist增长率为目前数组长度的50%。如果在集合中使用数据量比较大的数据，用vector有一定的优势。
3，如果查找一个指定位置的数据，vector和arraylist使用的时间是相同的，如果频繁的访问数据，这个时候使用vector和arraylist都可以。而如果移动一个指定位置会导致后面的元素都发生移动，这个时候就应该考虑到使用linklist,因为它移动一个指定位置的数据时其它元素不移动。
ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，都允许直接序号索引元素，但是插入数据要涉及到数组元素移动等内存操作，所以索引数据快，插入数据慢，Vector由于使用了synchronized方法（线程安全）所以性能上比ArrayList要差，LinkedList使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行向前或向后遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入数度较快。

Arraylist和linkedlist
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。这一点要看实际情况的。若只对单条数据插入或删除，ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据，LinkedList的速度大大优于ArrayList. 因为ArrayList每插入一条数据，要移动插入点及之后的所有数据。

HashMap与TreeMap
1、 HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。
2、在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和 equals()的实现。
两个map中的元素一样，但顺序不一样，导致hashCode()不一样。
同样做测试：
在HashMap中，同样的值的map,顺序不同，equals时，false;
而在treeMap中，同样的值的map,顺序不同,equals时，true，说明，treeMap在equals()时是整理了顺序了的。

HashTable与HashMap
1、同步性:Hashtable是线程安全的，也就是说是同步的，而HashMap是线程序不安全的，不是同步的。
2、HashMap允许存在一个为null的key，多个为null的value 。
3、hashtable的key和value都不允许为null。

##面试小结
Java集合框架是最常被问到的Java面试问题，要理解Java技术强大特性就有必要掌握集合框架。这里有一些实用问题，常在核心Java面试中问到。
　　1、什么是Java集合API
　　Java集合框架API是用来表示和操作集合的统一框架，它包含接口、实现类、以及帮助程序员完成一些编程的算法。简言之，API在上层完成以下几件事：
　　● 编程更加省力，提高城程序速度和代码质量
　　● 非关联的API提高互操作性
　　● 节省学习使用新API成本
　　● 节省设计新API的时间
　　● 鼓励、促进软件重用
　　具体来说，有6个集合接口，最基本的是Collection接口，由三个接口Set、List、SortedSet继承，另外两个接口是Map、SortedMap，这两个接口不继承Collection，表示映射而不是真正的集合。
　　2、什么是Iterator
　　一些集合类提供了内容遍历的功能，通过java.util.Iterator接口。这些接口允许遍历对象的集合。依次操作每个元素对象。当使用 Iterators时，在获得Iterator的时候包含一个集合快照。通常在遍历一个Iterator的时候不建议修改集合本省。
　　3、Iterator与ListIterator有什么区别？
　　Iterator：只能正向遍历集合，适用于获取移除元素。ListIerator：继承Iterator，可以双向列表的遍历，同样支持元素的修改。
　　4、什么是HaspMap和Map？
　　Map是接口，Java 集合框架中一部分，用于存储键值对，HashMap是用哈希算法实现Map的类。
　　5、HashMap与HashTable有什么区别？对比Hashtable VS HashMap
　　两者都是用key-value方式获取数据。Hashtable是原始集合类之一（也称作遗留类）。HashMap作为新集合框架的一部分在Java2的1.2版本中加入。它们之间有一下区别：
　　● HashMap和Hashtable大致是等同的，除了非同步和空值（HashMap允许null值作为key和value，而Hashtable不可以）。
　　● HashMap没法保证映射的顺序一直不变，但是作为HashMap的子类LinkedHashMap，如果想要预知的顺序迭代（默认按照插入顺序），你可以很轻易的置换为HashMap，如果使用Hashtable就没那么容易了。
　　● HashMap不是同步的，而Hashtable是同步的。
　　● 迭代HashMap采用快速失败机制，而Hashtable不是，所以这是设计的考虑点。
　　6、在Hashtable上下文中同步是什么意思？
　　同步意味着在一个时间点只能有一个线程可以修改哈希表，任何线程在执行hashtable的更新操作前需要获取对象锁，其他线程等待锁的释放。
　　7、什么叫做快速失败特性
　　从高级别层次来说快速失败是一个系统或软件对于其故障做出的响应。一个快速失败系统设计用来即时报告可能会导致失败的任何故障情况，它通常用来停止正常的操作而不是尝试继续做可能有缺陷的工作。当有问题发生时，快速失败系统即时可见地发错错误告警。在Java中，快速失败与iterators有关。如果一个iterator在集合对象上创建了，其它线程欲“结构化”的修改该集合对象，并发修改异常（ConcurrentModificationException）抛出。
　　8、怎样使Hashmap同步？
　　HashMap可以通过Map m = Collections.synchronizedMap（hashMap）来达到同步的效果。
　　9、什么时候使用Hashtable，什么时候使用HashMap
　　基本的不同点是Hashtable同步HashMap不是的，所以无论什么时候有多个线程访问相同实例的可能时，就应该使用Hashtable，反之使用HashMap。非线程安全的数据结构能带来更好的性能。
　　如果在将来有一种可能—你需要按顺序获得键值对的方案时，HashMap是一个很好的选择，因为有HashMap的一个子类 LinkedHashMap。所以如果你想可预测的按顺序迭代（默认按插入的顺序），你可以很方便用LinkedHashMap替换HashMap。反观要是使用的Hashtable就没那么简单了。同时如果有多个线程访问HashMap，Collections.synchronizedMap（）可以代替，总的来说HashMap更灵活。

　　10、为什么Vector类认为是废弃的或者是非官方地不推荐使用？或者说为什么我们应该一直使用ArrayList而不是Vector

　　你应该使用ArrayList而不是Vector是因为默认情况下你是非同步访问的，Vector同步了每个方法，你几乎从不要那样做，通常有想要同步的是整个操作序列。同步单个的操作也不安全（如果你迭代一个Vector，你还是要加锁，以避免其它线程在同一时刻改变集合）.而且效率更慢。当然同样有锁的开销即使你不需要，这是个很糟糕的方法在默认情况下同步访问。你可以一直使用Collections.sychronizedList来装饰一个集合。

　　事实上Vector结合了“可变数组”的集合和同步每个操作的实现。这是另外一个设计上的缺陷。Vector还有些遗留的方法在枚举和元素获取的方法，这些方法不同于List接口，如果这些方法在代码中程序员更趋向于想用它。尽管枚举速度更快，但是他们不能检查如果集合在迭代的时候修改了，这样将导致问题。尽管以上诸多原因，Oracle也从没宣称过要废弃Vector。

###主要参考学习