Java集合框架知识

参照资料1:http://www.blogjava.net/EvanLiu/archive/2007/11/12/159884.html  

参照资料2:http://blog.csdn.net/softwave/article/details/4166598

集合是用于存储对象,集合的长度是可变的,且可以存储不同类型的对象。根据存储的方式不同分为不同的集合容器。

Collection和Map两个大的接口:

Collection

   |——List:元素是有序,元素可以重复。因为该集合体系有索引

           |——ArrayList:底层的数据结构是数组结构

                        特点:查询速度快。但是增删稍慢,线程不同步

          |——LinkList:底层使用的是链表数据结构

                        特点:增删速度快,查询稍慢,线程不同步

         |——Vector:底层是数组数据结构,线程同步

        线程同步,已经被ArrayList替代,因为效率低

  |——Set:元素是无序的(相对于存入的顺序),不可以重复

    |——HashSet:底层数据结构是哈希表,线程非同步。

                  元素是否相等依赖于hashcode和equals方法

    |——TreeSet:可以对Set集合中的元素进行排序

                          底层数据结构是二叉树

                          保证元素唯一性的依据:compareTo方法 return 0

Map

    |——Hashtable:底层是哈希表数据结构,不可以存入null值和null键。

    该集合是线程同步的,效率低。

 |——HashMap:底层是哈希表数据结构,允许使用null值和null键,

    该集合是不同步的,将Hashtable替代效率高。

    |——TreeMap:底层是二叉树数据结构。线程不同步。

    可以用于给Map集合中的键进行排序。

知识点:

1,Collection接口:List:有序,元素可以重复;Set:无序,元素不能重复;

  Collection两个构造函数:无参数的构造函数用于创建一个空的Collection,有一个Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection,这个是允许用户复制一个Collection。

  遍历Collection中的元素:迭代子Iterator。

2,List接口:提供了一个listIterator()方法,返回一个 ListIterator接口,和标准的Iterator接口相比,ListIterator多了一些add()之类的方法,允许添加,删除,设定元素, 还能向前或向后遍历。

  实现List接口的常用类有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack;

  如果多个线程同时访问一个非同步List,则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List:
    List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

3,ArrayList类:每个ArrayList实例都有一个容量(Capacity),即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加,但是增长算法 并没有定义。当需要插入大量元素时,在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。非同步;

4,LinkedList类:LinkedList实现了List接口,允许null元素。此外LinkedList提供额外的get,remove,insert方法在 LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈(stack),队列(queue)或双向队列(deque);

5,Vector类:Vector非常类似ArrayList,但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator,虽然和 ArrayList创建的Iterator是同一接口,但是,因为Vector是同步的,当一个Iterator被创建而且正在被使用,另一个线程改变了 Vector的状态(例如,添加或删除了一些元素),这时调用Iterator的方法时将抛出 ConcurrentModificationException,因此必须捕获该异常。

6,Stack类:Stack继承自Vector,实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop 方法,还有peek方法得到栈顶的元素,empty方法测试堆栈是否为空,search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

7,Set接口:元素不可重复;这里set的构造函数有一个约束条件,传入的Collection参数不能包含重复的元素;因此需要注意当操作可变对象的时候改变自身状态导致Object.equals(Object)=true将导致一些问题;

实现Set接口的类:HashSet,LinkedHashSet,TreeSet等等;

线程不同步,如果多个线程同时访问一个set,而其中至少一个线程修改了该Set,那么就必须同步。这时候就应该使用Collections.synchronizedSet方法来包装set。也可以在创建的时候完成同步;

Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...);

8,HashSet类:底层是哈希表,元素是否相等依赖于hashcode和equals方法;

9,TreeSet类:底层数据结构是二叉树,保证元素唯一性的依据:compareTo方法 return 0;

10,Map接口:注意,Map没有继承Collection接口;Map是key-value的映射集合;因此不包含相同的key,一个key对应一个value;遍历map集合的两种方法:Set<K>--keyset(),Set<Map.Entry<K,V>>--entrySet();

  为了保证key的唯一,要同时复写equals方法和hashcode方法,而不要只写其一,否则,如果相同的键对象有不同的hashcode,对哈希表的操作会出现意想不到的结果(期待的get方法返回null);

11,HashMap类:非同步的;允许null键和null值;

12,Hashtable类:同步的,不允许null键和null值;

  Hashtable通过initial capacity和load factor两个参数调整性能。通常缺省的load factor 0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor可以节省空间但相应的查找时间将增大,这会影响像get和put这样的操作。

  将HashMap视为Collection时(values()方法可返回Collection),其迭代子操作时间开销和HashMap 的容量成比例。因此,如果迭代操作的性能相当重要的话,不要将HashMap的初始化容量设得过高,或者load factor过低。

13,TreeMap类:不同步的,允许null键和null值;可以自己排序;构造方法里面传进去,默认为自然排序;对应有方法可以获得其比较器;

总结说明:

  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。
  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。
  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。

几点区别:

同步性:Vector是同步的,ArrayList是非同步的;因此ArrayList中的对象并不是线程安全的。因为同步的要求会影响执行的效率,所以如果你不需要线程安全的集合那么使用ArrayList是很好的选择,这样可以避免不必要的性能开销。

区别:

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,它们都需要扩展内部数组的长度,Vector缺省情况下自动增长原来一倍的数组长度,ArrayList是原来的50%,所以最 后你获得的这个集合所占的空间总是比你实际需要的要大。所以如果你要在集合中保存大量的数据那么使用Vector有一些优势,因为你可以通过设置集合的初 始化大小来避免不必要的资源开销。

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,都是0(1),这个时候使用vector和arraylist都可以。而如果移动一个指定位置的数据花费的时间为0(n-i)n为总长度,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所花费的时间为0(1),而查询一个指定位置的数据时花费的时间为0(i)。

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,但是插入数据要设计到数组元素移动 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、  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)。集合框架”提供两种常规的Map实现:HashMap和TreeMap (TreeMap实现SortedMap接口)。

         3、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。这个TreeMap没有调优选项,因为该树总处于平衡状态。

      结过研究,二个map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

一.历史原因:Hashtable是基于陈旧的Dictionary类的,HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现

二.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

三.值:只有HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value,Hashtable则不可以;

原文地址:https://www.cnblogs.com/yys369/p/2992399.html