本文深入解析Java集合框架，包括List、Set和Map接口及其主要实现类的特性与使用方法，对比ArrayList与LinkedList、HashSet与TreeSet、HashMap与Hashtable的优劣，提供遍历示例。
一、List
List接口对Collection进行了简单的扩充。
特点：List中存储的元素实现类排序，而且可以重复的存储相关元素。
实现类：ArrayList和LinkedList
1)ArrayList:
ArrayList数组线性表的特点为:类似数组的形式进行存储，因此它的随机访问速度极快。
ArrayList数组线性表的缺点为:不适合于在线性表中间需要频繁进行插入和删除操作。因为每次插入和删除都需要移动数组中的元素。
可以这样理解ArrayList就是基于数组的一个线性表，只不过数组的长度可以动态改变而已。
a.如果在初始化ArrayList的时候没有指定初始化长度的话，默认的长度为10.
b.ArrayList在增加新元素的时候如果超过了原始的容量的话，ArrayList扩容ensureCapacity的方案为“原始容量*3/2+1"
c.ArrayList是线程不安全的，在多线程的情况下不要使用。
d.ArrayList实现遍历.
package com.yonyou.test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class Test{
public static void main(String[] args) {
List<String> list=new ArrayList<String>();
list.add("Hello");
list.add("World");
list.add("HAHAHAHA");
//第一种遍历方法使用foreach遍历List
for (String str : list) { //也可以改写for(int i=0;i<list.size();i++)这种形式
System.out.println(str);
}
//第二种遍历，把链表变为数组相关的内容进行遍历
String[] strArray=new String[list.size()];
list.toArray(strArray);
for(int i=0;i<strArray.length;i++) //这里也可以改写为foreach(String str:strArray)这种形式
{
System.out.println(strArray[i]);
}
//第三种遍历 使用迭代器进行相关遍历
Iterator<String> ite=list.iterator();
while(ite.hasNext())
{
System.out.println(ite.next());
}
}
}
2)LinkedList
LinkedList的链式线性表的特点为: 适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。
LinkedList的链式线性表的缺点为: 随机访问速度较慢。查找一个元素需要从头开始一个一个的找。速度你懂的。
可以这样理解LinkedList就是一种双向循环链表的链式线性表，只不过存储的结构使用的是链式表而已。
a.LinkedList和ArrayList的区别和联系
ArrayList数组线性表的特点为:类似数组的形式进行存储，因此它的随机访问速度极快。
ArrayList数组线性表的缺点为:不适合于在线性表中间需要频繁进行插入和删除操作。因为每次插入和删除都需要移动数组中元素。
LinkedList的链式线性表的特点为: 适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。
LinkedList的链式线性表的缺点为: 随机访问速度较慢。查找一个元素需要从头开始一个一个的找，速度慢。
b.LinkedList不是线程安全的
注意LinkedList和ArrayList一样也不是线程安全的，如果在对线程下面访问可以自己重写LinkedList。然后在需要同步的方法上面加上同步关键字synchronized
c.LinkedList的遍历方法
package com.yonyou.test;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class Test{
public static void main(String[] args) {
List<String> list=new LinkedList<String>();
list.add("Hello");
list.add("World");
list.add("!!!!!!!");
//LinkedList遍历的第一种方式使用数组的方式
String[] strArray=new String[list.size()];
list.toArray(strArray);
for(String str:strArray)
{
System.out.println(str);
}
//LinkedList遍历的第二种方式
for(String str:list)
{
System.out.println(str);
}
//至于还是否有其它遍历方式，我没查，感兴趣自己研究研究
}
}
二、Set接口
Set接口也是Collection接口的一个常用子接口。
Set接口区别于List接口的特点在于:
Set中的元素实现了不重复，有点象集合的概念，无序，不允许有重复的元素,最多允许有一个null元素对象。
需要注意的是:虽然Set中元素没有顺序，但是元素在set中的位置是有由该元素的HashCode决定的，其具体位置其实是固定的。
在set接口中的不重复是有特殊要求的。举一个例子:对象A和对象B，本来是不同的两个对象，正常情况下它们是能够放入到Set里面的，但是如果对象A和B的都重写了hashcode和equals方法，并且重写后的hashcode和equals方法是相同的话。那么A和B是不能同时放入到Set集合中去的，也就是Set集合中的去重和hashcode与equals方法直接相关。
1)HashSet
HashSet是Set接口的最常见的实现类了。其底层是基于Hash算法进行存储相关元素的。对于HashSet的底层就是基于HashMap来实现的。
HashSet使用和理解中容易出现的误区:
a.HashSet中存放null值：HashSet中时允许出入null值的，但是在HashSet中仅仅能够存入一个null值哦。
b.HashSet中存储元素的位置是固定的：HashSet中存储的元素的是无序的，这个没什么好说的，但是由于HashSet底层是基于Hash算法实现的，使用了hashcode，所以HashSet中相应的元素的位置是固定的。
c.遍历HashSet的几种方法：
package com.yonyou.test;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class Test{
public static void main(String[] args) {
Set<String> set=new HashSet<String>();
set.add("Hello");
set.add("world");
set.add("Hello");
//遍历集合的第一种方法，使用数组的方法
String[] strArray=new String[set.size()];
strArray=set.toArray(strArray);
for(String str:strArray)//此处也可以使用for(int i=0;i<strArray.length;i++)
{
System.out.println(str);
}
//遍历集合的第二中方法，使用set集合直接遍历
for(String str:set)
{
System.out.println(str);
}
//遍历集合的第三种方法，使用iterator迭代器的方法
Iterator<String> iterator=set.iterator();
while(iterator.hasNext())
{
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
2)LinkHashSet
LinkHashSet不仅是Set接口的子接口而且还是上面HashSet接口的子接口。通过查看LinkedHashSet的源码可以发现,其底层是基于LinkedHashMap来实现的。
3)TreeSet
TreeSet是一种排序二叉树。存入Set集合中的值，会按照值的大小进行相关的排序操作。底层算法是基于红黑树来实现的。
TreeSet和HashSet的主要区别在于TreeSet中的元素会按照相关的值进行排序。
TreeSet和HashSet的区别和联系：
- HashSet是通过HashMap实现的,TreeSet是通过TreeMap实现的,只不过Set用的只是Map的key。
- Map的key和Set都有一个共同的特性就是集合的唯一性.TreeMap更是多了一个排序的功能。
- hashCode和equal()是HashMap用的, 因为无需排序所以只需要关注定位和唯一性即可。
a. hashCode是用来计算hash值的,hash值是用来确定hash表索引的。
b. hash表中的一个索引处存放的是一张链表, 所以还要通过equal方法循环比较链上的每一个对象才可以真正定位到键值对应的Entry。
c. put时,如果hash表中没定位到,就在链表前加一个Entry,如果定位到了,则更换Entry中的value,并返回旧value。 - 由于TreeMap需要排序,所以需要一个Comparator为键值进行大小比较.当然也是用Comparator定位的。
a. Comparator可以在创建TreeMap时指定。
b. 如果创建时没有确定,那么就会使用key.compareTo()方法,这就要求key必须实现Comparable接口。
c. TreeMap是使用Tree数据结构实现的,所以使用compare接口就可以完成定位了.。
package com.yonyou.test;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
public class Test{
public static void main(String[] args) {
//String实体类中实现Comparable接口，所以在初始化TreeSet的时候，
//无需传入比较器
TreeSet<String> treeSet=new TreeSet<String>();
treeSet.add("d");
treeSet.add("c");
treeSet.add("b");
treeSet.add("a");
Iterator<String> iterator=treeSet.iterator();
while(iterator.hasNext())
{
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
三、Map接口
Map接口实现的是一组Key-Value的键值对的组合。 Map中的每个成员方法由一个关键字（key）和一个值（value）构成。Map接口不直接继承于Collection接口（需要注意啦），因为它包装的是一组成对的“键-值”对象的集合，而且在Map接口的集合中也不能有重复的key出现，因为每个键只能与一个成员元素相对应。在我们的日常的开发项目中，我们无时无刻不在使用者Map接口及其实现类。Map有两种比较常用的实现：HashMap和TreeMap等。HashMap也用到了哈希码的算法，以便快速查找一个键，TreeMap则是对键按序存放，因此它便有一些扩展的方法，比如firstKey(),lastKey()等，你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单，用pub(Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象。另外前边已经说明了，Set接口的底层是基于Map接口实现的。Set中存储的值，其实就是Map中的key，它们都是不允许重复的。
1)HashMap
HashMap实现了Map、CloneMap、Serializable三个接口，并且继承自AbstractMap类。HashMap基于hash数组实现，若key的hash值相同则使用链表方式进行保存。
HashMap与Hashtable的区别：
Hashtable实现Map接口，继承自古老的Dictionary类，实现一个key-value的键值映射表。任何非空的（key-value）均可以放入其中。区别主要有三点：
1.Hashtable是基于陈旧的Dictionary实现的，而HashMap是基于Java1.2引进的Map接口实现的；
2.Hashtable是线程安全的，而HashMap是非线程安全的，我们可以使用外部同步的方法解决这个问题。
3.HashMap可以允许你在列表中放一个key值为null的元素，并且可以有任意多value为null，而Hashtable不允许键或者值为null。
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