以下介紹經(jīng)常使用的集合類，這里不介紹集合類的使用方法，只介紹每個(gè)集合類的用途和特點(diǎn)，然后通過比較相關(guān)集合類的不同特點(diǎn)來讓我們更深入的了解它們。

　　Collection接口

　　Collection是最基本的集合接口，一個(gè)Collection代表一組Object，即Collection的元素(Elements)。

　　所有實(shí)現(xiàn)Collection接口的類都必須提供兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)造函數(shù)：無參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)空的Collection，有一個(gè) Collection參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)新的Collection，這個(gè)新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。后 一個(gè)構(gòu)造函數(shù)允許用戶復(fù)制一個(gè)Collection。

　　如何遍歷Collection中的每一個(gè)元素?不論Collection的實(shí)際類型如何，它都支持一個(gè)iterator()的方法，該方法返回一個(gè)迭代器，使用該迭代器即可遍歷訪問Collection中每一個(gè)元素，通過Iterator的遍歷是無序的。

　　典型的用法如下：

　　List接口

　　List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個(gè)元素插入的位置。用戶能夠使用索引(元素在List中的位置，類似于數(shù)組下標(biāo))來訪問List中的元素，這類似于Java的數(shù)組。

　　除了具有Collection接口必備的iterator()方法外，List還提供一個(gè)listIterator()方法，返回一個(gè) ListIterator接口，和標(biāo)準(zhǔn)的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，允許添加，刪除，設(shè)定元素， 還能向前或向后遍歷。

　　實(shí)現(xiàn)List接口的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

　　LinkedList類

　　LinkedList實(shí)現(xiàn)了List接口，允許null元素。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法。這些操作使LinkedList可被用作堆棧(stack)，隊(duì)列(queue)或雙向隊(duì)列(deque)。

　　注意LinkedList沒有同步性。如果多個(gè)線程同時(shí)訪問一個(gè)LinkedList，則必須自己實(shí)現(xiàn)訪問同步。另一種解決方法是在創(chuàng)建List時(shí)構(gòu)造一個(gè)同步的List：List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

　　ArrayList類

　　ArrayList實(shí)現(xiàn)了大小可變的數(shù)組。它允許所有元素，包括null。ArrayList沒有同步性。

　　size，isEmpty，get，set方法運(yùn)行時(shí)間為常數(shù)。但是add方法開銷為分?jǐn)偟某?shù)，添加n個(gè)元素需要O(n)的時(shí)間。其他的方法運(yùn)行時(shí)間為線性。

　　每個(gè)ArrayList實(shí)例都有一個(gè)容量(Capacity)，即用于存儲(chǔ)元素的數(shù)組的大小。這個(gè)容量可隨著不斷添加新元素而自動(dòng)增加，但是增長(zhǎng)算法并沒有定義。當(dāng)需要插入大量元素時(shí)，在插入前可以調(diào)用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。

　　Vector類

　　Vector非常類似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector創(chuàng)建的Iterator，雖然和 ArrayList創(chuàng)建的Iterator是同一接口，但是，因?yàn)閂ector是同步的，當(dāng)一個(gè)Iterator被創(chuàng)建而且正在被使用，另一個(gè)線程改變了 Vector的狀態(tài)(例如，添加或刪除了一些元素)，這時(shí)調(diào)用Iterator的方法時(shí)將拋出 ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

　　Stack 類

　　Stack繼承自Vector，實(shí)現(xiàn)一個(gè)后進(jìn)先出的堆棧。Stack提供5個(gè)額外的方法使得Vector得以被當(dāng)作堆棧使用。基本的push和pop 方法，還有peek方法得到棧頂?shù)脑兀琫mpty方法測(cè)試堆棧是否為空，search方法檢測(cè)一個(gè)元素在堆棧中的位置。Stack剛創(chuàng)建后是空棧。

　　Vector、ArrayList和LinkedList比較

　　1.Vector是線程同步的，所以它也是線程安全的，而ArrayList和LinkedList是非線程安全的。如果不考慮到線程的安全因素，一般用ArrayList和LinkedList效率比較高。

　　2.ArrayList和Vector是實(shí)現(xiàn)了基于動(dòng)態(tài)數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，LinkedList基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　　3.如果集合中的元素的數(shù)目大于目前集合數(shù)組的長(zhǎng)度時(shí)，Vector增長(zhǎng)率為目前數(shù)組長(zhǎng)度的100%,而ArrayList增長(zhǎng)率為目前數(shù)組長(zhǎng)度的50%.如果在集合中使用數(shù)據(jù)量比較大的數(shù)據(jù)，用vector有一定的優(yōu)勢(shì);反之，用ArrayList有優(yōu)勢(shì)。

　　3.如果查找一個(gè)指定位置的數(shù)據(jù)，Vector和ArrayList使用的時(shí)間是相同的，花費(fèi)時(shí)間為O(1)，而LinkedList需要遍歷查找，花費(fèi)時(shí)間為O(i)，效率不如前兩者。

　　4.而如果移動(dòng)、刪除一個(gè)指定位置的數(shù)據(jù)花費(fèi)的時(shí)間為0(n-i)n為總長(zhǎng)度，這個(gè)時(shí)候就應(yīng)該考慮使用LinkedList,因?yàn)樗苿?dòng)一個(gè)指定位置的數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間為0(1)。

　　5.對(duì)于在指定位置插入數(shù)據(jù)，LinedList比較占優(yōu)勢(shì)，因?yàn)锳rrayList要移動(dòng)數(shù)據(jù)。

　　Set接口

　　Set是一種不包含重復(fù)的元素的Collection，即任意的兩個(gè)元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一個(gè)null元素。

　　很明顯，Set的構(gòu)造函數(shù)有一個(gè)約束條件，傳入的Collection參數(shù)不能包含重復(fù)的元素。

　　請(qǐng)注意：必須小心操作可變對(duì)象(Mutable Object)。如果一個(gè)Set中的可變?cè)馗淖兞俗陨頎顟B(tài)導(dǎo)致Object.equals(Object)=true將導(dǎo)致一些問題。

　　Map接口

　　請(qǐng)注意，Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個(gè)Map中不能包含相同的key，每個(gè)key只能映射一個(gè) value。

　　Map接口提供3種集合的視圖，Map的內(nèi)容可以被當(dāng)作一組key集合，一組value集合，或者一組key-value映射。

　　Hashtable類

　　Hashtable繼承Map接口，實(shí)現(xiàn)一個(gè)key-value映射的哈希表。任何非空(non-null)的對(duì)象都可作為key或者value。

　　添加數(shù)據(jù)使用put(key, value)，取出數(shù)據(jù)使用get(key)，這兩個(gè)基本操作的時(shí)間開銷為常數(shù)。

　　Hashtable通過initial capacity和load factor兩個(gè)參數(shù)調(diào)整性能。通常缺省的load factor 0.75較好地實(shí)現(xiàn)了時(shí)間和空間的均衡。增大load factor可以節(jié)省空間但相應(yīng)的查找時(shí)間將增大，這會(huì)影響像get和put這樣的操作。

　　由于作為key的對(duì)象將通過計(jì)算其散列函數(shù)來確定與之對(duì)應(yīng)的value的位置，因此任何作為key的對(duì)象都必須實(shí)現(xiàn)hashCode和equals方法。hashCode和equals方法繼承自根類Object。

　　Hashtable是同步的。

　　HashMap類

　　HashMap和Hashtable類似，不同之處在于HashMap是非同步的，并且允許null，即null value和null key。但是將HashMap視為Collection時(shí)(values()方法可返回Collection)，其迭代子操作時(shí)間開銷和HashMap 的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相當(dāng)重要的話，不要將HashMap的初始化容量設(shè)得過高，或者load factor過低。

　　TreeMap類

　　HashMap通過hashcode對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行快速查找，無序的;而TreeMap中所有的元素都保持著某種固定的順序，有序的。

　　在Map 中插入、刪除和定位元素，HashMap 是最好的選擇。但如果您要按自然順序或自定義順序遍歷鍵，那么TreeMap會(huì)更好。使用HashMap要求添加的鍵類明確定義了hashCode()和 equals()的實(shí)現(xiàn)。

　　TreeMap沒有調(diào)優(yōu)選項(xiàng)，因?yàn)樵摌淇偺幱谄胶鉅顟B(tài)。

　　WeakHashMap類

　　WeakHashMap是一種改進(jìn)的HashMap，它對(duì)key實(shí)行“弱引用”，如果一個(gè)key不再被外部所引用，那么該key可以被GC回收。

　　總結(jié)

　　如果涉及到堆棧，隊(duì)列等操作，應(yīng)該考慮用List;對(duì)于需要快速插入，刪除元素，應(yīng)該使用LinkedList;如果需要快速隨機(jī)訪問元素，應(yīng)該使用ArrayList。

　　如果程序在單線程環(huán)境中，或者訪問僅僅在一個(gè)線程中進(jìn)行，考慮非同步的類，其效率較高;如果多個(gè)線程可能同時(shí)操作一個(gè)類，應(yīng)該使用同步的類。

　　要特別注意對(duì)哈希表的操作，作為key的對(duì)象要正確復(fù)寫equals和hashCode方法。

　　使用Map時(shí)，查找、更新、刪除、新增最好使用HashMap或HashTable;對(duì)Map進(jìn)行自然順序或自定義鍵順序遍歷時(shí)，最好使用TreeMap;

　　盡量返回接口而非實(shí)際的類型，如返回List而非ArrayList，這樣如果以后需要將ArrayList換成LinkedList時(shí)，客戶端代碼不用改變。這就是針對(duì)抽象編程。

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