Java集合继承体系详解

java的集合类是一种特别有用的工具，它可以用于存储数量不等的多个对象，并可以实现常用的数据结构，如栈、队列等。java集合还可以用于板寸具有映射关系的关联数组。

java集合就像是一个容器，我们可以把多个对象（实际上是对象的引用，习惯上叫对象，）保存到集合容器中。在jdk1.5以前java集合会丢失容器中所有对象的数据类型，jdk1.5以后增加了泛型，java集合可以记住容器中对象的数据类型。

java集合大致可以分为三个体系：set list map.所有的集合类都位于java.util包下面。

collection接口

collection接口是list、 set、和queue接口的父接口。
collection所代表的是一种规则，它所包含的元素都必须遵循一条或者多条规则。如有些允许重复而有些则不能重复、有些必须要按照顺序插入而有些则是散列，有些支持排序有些不支持排序。

一、list接口

list接口是collection接口的直接接口。list代表的是有序的collection,集合中的每个元素都有其对应的索引。list中允许有重复的元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。因为list集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引。

（1）arraylist、vector、stack

arraylist和vector作为list的两个典型实现类，完全支持list的全部功能。

arraylist和vector类的底层都是基于数组来储存集合元素，封装了一个动态的object[]数组，是一种顺序存储的线性表。

arraylist和vector在用法上几乎完全相同，只是vector在jdk1.0时就存在，它的方法名比较冗长、比arraylist包含的方法多，源码比arraylist包含的源码也多，arraylist的序列化实现比vector现在vector基本上被arraylist所取代了。

主要区别：arraylist是线程不安全的，vector是线程安全的。

如果需要在多线程环境下使用list集合，而且需要保证线程安全，依然可以避免使用vector，而是考虑将arraylist包装成线程安全的集合类。java提供的collections工具类，通过该工具类synchronizelist方法即可以把arraylist包装成线程安全的arraylist.

stack

vector提供了一个子类，它用于模拟“栈”这种数据结构，栈通常是先进后出的容器。stack提供了额外的5个方法，使得vector可以当做栈来使用。出栈pop,入栈push,访问栈顶元素peek(),判断栈是否为空empty(),检测一个元素在堆栈中的位置serch().

(2)linkedlist

linkedlist是一个链式存储的线性变，本质上是一个双向链表，它不仅实现了list接口还实现了dueue接口(双端队列，既具有队列的特征，也具有栈的特征)，所以linkedlist不仅可以做双向链表来使用，还可以当栈和队列来使用。

linkedlist对元素的插入、删除元素时速度非常快。

linkdedlist也是非同步的。若要实现同步访问，可以采取
list list = collections.synchronizelist(new linkedlist(.....));

(3)异同点对比

 （1）arraylist和linkedlist

1）arraylist是基于动态数组实现的，linkedlist是基于双向链表实现的。
2）arraylist比较适用于随机存取，（可直接通过索引，linkedlist需要通过指针遍历）；linkedlist比较适用于增加删除操作（对于单条的插入和删除操作arraylist比linkedlist速度快，对于插入好人删除操作，arraylist需要移动后面的所有元素。）

二、set接口

set是一种不允许包含相同元素的collection。它维持自己的内部排序，随机访问没有任何意义。

（1）hashset

hashset是set接口的典型实现，hashset按hash算法来储存集合中的元素，具有很好的存取和查找功能。
具有以下特点：

1）不保证元素的排列顺序，有可能变化；
2）hashset不是同步的；
3）集合元素可以为空。

（2）treeset

 treeset是sortedset接口的唯一实现，treeset可以确保元素处于排序状态，treeset并不是根据元素的插入顺序进行排序的，而是根据实际值进行排序。支持两种排序方式：自然排序和定制排序。

（3）enumset

是为枚举类设计的集合类，enumset不允许加入null元素。如果试图插入null,会抛出空指针异常。
set的三个实现类都是现成不安全的。

三、map接口

map保存具有映射关系的数据，因此map集合里保存着两组值，一组值用来保存map里的key,一组用来保存map里的value,key和value可以是任何引用类型的数据。

map里的key不允许重复，value可以重复。key和value之间存在单向的一对一的关系，通过指定的key，总能找到唯一的、确定的value。

（1）hashmap与hashtable

hashmap与hashtable都是map的典型实现类，他们之间的关系类似于arraylist和vector：hashtable是一个古老的map实现类，在jdk1.0时就出现了。

主要区别：

1）hashtable是一个线程安全的map实现，但是hashmap是线程不安全的实现，hashmap的性能要比hashtable高一些，尽量避免使用hashtable,多个线程访问一个map对象又要保证线程安全时，可以使用collections中的方法把hashmap变成线程安全的。
2）hashtable不允许使用null作为key和value,如果试图把null加入hashtable中，将会引发空指针异常。

（2）treemap

treemap是map的子接口sortedmap的的实现类，与treeset类似的是treemap也是基于红黑树对treemap中所有的key进行排序，从而保证key-value处于有序状态，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key应该是同一类的对象，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中所有的key进行排序。
由于treemap支持内部排序，所以通常要比hashmap和hashtable慢。

四、queue接口

queue模拟了队列这种数据结构，队列通常是“先进先出”的数据结构，通常不允许随机访问队列中的元素。
queue常用的实现类：linkedlist和priorityqueue

（1）linkedlist

linkedlist它不仅实现了list接口还实现了dueue接口(双端队列，既具有队列的特征，也具有栈的特征)，dueue接口是queue的子接口。

（2）priorityqueue

priorityqueue保存队列元素的的顺序并不是按照加入队列的顺序，而是按照队列元素大小进行重新排序。所以当调用peek和poll方法来取队列中的元素的时候，并不是先取出来队列中最小的元素。从这个意义上来看，priorityqueue已经违反了队列的基本规则。priorityqueue不允许插入null元素。

总结：

线程安全的有vector stack hashtable

不允许插入空元素的有hashtable priorityqueue enumset

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。