java集合框架学习笔记

java集合类可以用于存储数量不等的多个对象，并且可以实现常用的数据结构比如栈，队列等。与数组不同，数组长度是不可变的，数组元素可以存放基本类型和对象类型而集合里只能保存对象（实质上是对象的引用变量），Java集合大致可以分为Set、List、和Map ，其中Set代表无序，不可重复的集合，List代表有序，可重复的集合，Map代表具有映射关系的集合，map中key唯一，value可重复。其中Set ，List 以及java5之后新增的 Queue队列是Collection下派生的子接口

Set集合不允许包含相同的元素，集合中对象之间没有明显的顺序

HashSet，LinkedHashSet，TreeSet，是Set的主要实现类

其中 HashSet 不能保证元素的排列顺序，HashSet不是同步的，HashSet集合元素允许为null,当一个对象存入HashSet中时，HashSet会调用对象的hashCode方法到的对象的hashCode值，根据该hashCode值决定对象在HashSet中的存储位置。HashSet 中判断两个对象是否相等是通过比较equals()和hashCode()方法返回值都相等来判断的
LinkedHashSet 是HashSet的一个子类，但它同时使用链表来维护元素的次序，这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的，因为其需要维护元素的插入次序，所以性能略低于HashSet的性能，由于其依然是HashSet所以同样元素不能重复

TreeSet

TreeSet是SortedSet接口的实现类，同样TreeSet可以去保证集合元素处于排序状态，TreeSet会调用集合元素的comparTo（Object obj）方法比较元素之间的大小关系，然后将集合元素升序排列，即自然排序。TreeSet也可以通过Comparator接口实现定制排序，在创建TreeSet集合对象时，提供一个Comparator对象与该TreeSet集合关联，由该Comparator对象负责集合元素的排序逻辑。

各种Set性能比较

HashSet的性能总比TreeSet要好，因为TreeSet需要额外的算法来维护集合元素的次序，只有当需要保持排序的set 时才应该使用TreeSet 否则都应使用HashSet 。另外LinkedHashSet是HashSet的子类，对应普通的插入，删除操作，LinkedHashSet 比HashSet 的性能要稍微慢点，是因为维护链表所带来的的开销造成的，不过因为有了链表，遍历LinkedHashSet时会更快一点。但是set的三个实现类都不是线程安全的，通常可以使用Collections工具类的synchronizedSortedSet方法来包装该set集合，此操作最好在创建时进行
例如：SortedSet s = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet(...));

List 集合代表一个有序的.可以重复的集合，集合中的元素都有其对应的索引

ArrayList 与 Vector是List的两个典型实现，还有一个LinkedList

其中ArrayList和Vector类封装了一个动态的，允许再分配的Object[ ] 数组，当添加的元素个数超出该数组长度时，则初始长度会自动增加。ArrayList和Vector的显著区别是ArrayList不是线程安全的，而Vector是线程安全的，无需程序保证集合的同步性。因为Vector是线程安全的，所以Vector色性能要比ArrayList要低。即使需要保证线程安全，一般也不推荐使用Vector，而是使用Collections工具类的相关方法将ArrayList包装成一个线程安全的类。
Vector还有一个子类叫Stack栈，用于模拟栈这种数据结构，后进先出，由于是继承关系，所以Stack也是线程安全的，所以性能比较差，不推荐使用，如果需要使用栈这种数据结构，可以考虑使用LinkedList.
LinkedList 也是List 的实现类，它是一个基于链表实现的List，对于顺序访问集合中的元素进行了优化，特别是插入和删除元素是非常快，LinkedList既实现了List接口,又实现了Deque接口，由于实现了Deque接口可以作为栈来使用。 Queue集合用于模拟队列这种数据结构，先进后出 ，Deque是Queue的一个子接口，代表一个双端队列，允许从两端操作队列的元素。

LinkedList与ArrayList区别

由于ArrayList内部是以数组的形式来保存集合中的元素，因此随机访问集合元素时拥有较好的性能，而LinkedList是以链表的形式来保存集合的元素的，所以随机访问的性能较差，但是在插入、删除元素时性能非常出色。

Map用于保存具有映射关系的数据，key和value都可以是任何引用类型的数据，但是map的key值是唯一的不能重复

HashMap 和Hashtable是Map的两个实现类

Hashtable 是一个线程安全的Map实现类，但是HashMap不是线程安全的，所以HashMap的性能要稍好一点。
另外Hashtable不允许使用null作为key和value，试图将null放进Hashtable会引发空指针异常，但是HashMap可以使用null作为key和value，由于key不能重复，所以HashMap最多只有一个key为null，但是可以有多个value为null。
HashMap和Hashtable判断两个key相等额标准是两个key通过equals()和hashCode()方法返回值都相等。
LinkedHashMap 是HashMap的一个子类，LinkedHashMap也使用双向链表来维护key的次序，即迭代顺序与插入顺序保持一致。因为要维护元素的插入顺序，所有性能较HashMap略低。

TreeMap

Map下还有一个SortedMap接口，SortedMap接口又一个TreeMap实现类TreeMap保存key-value对时，需要根据key对节点进行排序，TreeMap排序分为自然排序和定制排序，自然排序时key必须实现Comparable接口，定时排序时，创建TreeMap时需要传入一个Comparator对象，由该对象对TreeMap中的key进行排序。与TreeSet类似。TreeMap 比 HashMap和Hashtable效率要慢，因为其要保持排序。

Collection与Collections的区别

Collection是Java的集合框架的一个接口
Collections 是集合框架中的一个工具类，该工具类提供了大量方法对集合元素进行排序，查询，修改等操作，还提供了将集合对象设置为不可变，对象集合实现同步控制的一些方法。

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