Java集合Collection常用知识点归纳_collection 集合list 查询快,插入删除-优快云博客

Java集合Collection常用知识点归纳

关系图解

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一、常用集合分类

Collection
- List 接口 extends Collection< E> :元素按进入先后有序保存，可重复（单列集合）
  - ArrayList 接口实现类 extends AbstractList< E> implements List< E>
    特点：数组，随机访问，没有同步，线程不安全
  - LinkedList 接口实现类 extends AbstractSequentialList< E> implements List< E>, Deque< E>,
    特点：链表，插入删除，没有同步，线程不安全
  - Vector 接口实现类 extends AbstractList< E>
    implements List< E>
    特点：数组，同步，线程安全
    - Stack 是Vector类的子类 extends Vector< E>
- Set接口 extends Collection< E> ： 元素内部无序，不重复，不能通过索引获取元素值
  - HashSet 接口实现类 extends AbstractSet< E>
    implements Set< E>,
    特点：使用hash表（数组）存储元素
    - LinkedHashSet 接口实现类 extends HashSet< E>
      implements Set< E>,
      特点：链表维护元素的插入次序，有序
  - TreeSet extends AbstractSet< E>
    implements Set
    特点：底层实现为二叉树，元素排好序
- Map 接口，键值对的集合（双列集合）
  - Hashtable extends Dictionary<K,V>
    implements Map<K,V>,
    特点：接口实现类，同步，线程安全
  - HashMap extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>,
    特点：接口实现类，没有同步，线程不安全
    - LinkedHashMap extends HashMap<K,V>
      implements Map<K,V>
      
      特点：双向链表和哈希表实现
    - WeakHashMap extends AbstractMap<K,V>
      implements Map<K,V>
    - TreeMap extends AbstractMap<K,V>
      基于 NavigableMap实现红黑树
      红黑树对所有的key进行排序

二、List和Set集合详解：

1.list和set的区别：
2. List详解：
- （1）ArrayList：底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程不安全，效率高，可以存储重复元素
ArrayList的底层数据结构就是一个数组，数组元素的类型为Object类型，对ArrayList的所有操作底层都是基于数组的
- （2）LinkedList 底层数据结构是链表，查询慢，增删快，线程不安全，效率高，可以存储重复元素

>  LinkedList 底层是基于双向链表实现的，也是实现了 List 接口，
所以也拥有 List 的一些特点(JDK1.7/8 之后取消了循环，修改为双向链表

- （3）Vector:底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程安全，效率低，可以存储重复元素

3. Set详解

Set 集合特点：无序，不重复
- HashSet：
1. 底层是一个Hash表（元素为链表的数组）
2. hashCode() 和 equals()
3. 如何保证hashSet里元素的唯一性
  - 先执行hashCode(), 不同直接添加
  - 如果相同再执行equals() 相同就不添加，不同就直接添加
4. 线程不安全，多线程
- LinkedHashSet:
1. LinkedHashSet底层数据结构采用链表和哈希表共同实现，
2. 链表保证了元素的顺序与存储顺序一致，有序，哈希表保证了元素的唯一性。
3. 线程不安全，效率高。
- TreeSet：
1. 底层数据结构是红黑树(是一个自平衡的二叉树)
2. 元素唯一且已经排好序, 多线程，线程不安全；
3. 唯一性同样需要重写hashCode和equals()方法，二叉树结构保证了元素的有序性。
4. 根据构造方法不同，分为自然排序（无参构造）和比较器排序（有参构造），自然排序要求元素必须实现Compareable接口，并重写里面的compareTo()方法，元素通过比较返回的int值来判断排序序列，返回0说明两个对象相同，不需要存储；比较器排需要在TreeSet初始化是时候传入一个实现Comparator接口的比较器对象，或者采用匿名内部类的方式new一个Comparator对象，重写里面的compare()方法；
- TreeSet的自然排序和比较器排序例子

4. Set 和 List的总结

Set和List都是继承Collection接口， Map不是
List的特点：有序，可重复，
Set的特点：无序，不可重复
List和Set的区别：

List 查询快，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变，它的遍历可以用迭代器也可以通过for循环遍历下标，
Set 查询慢，插入删除快(查询移动指针，插入删除是直接申请的内存空间)，插入和删除不会引起元素位置改变，Set只能通过迭代器遍历。

5. ArrayList与LinkedList的区别和适用场景

Arraylist：
优点： ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续，一旦数据存储好了，查询操作效率会比较高（在内存里是连着放的）。
缺点：因为地址连续， ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。
LinkedList：
优点： LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的，所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址，对于新增和删除操作add和remove，- - LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景
缺点：因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。
总的来说，链表实现的底层查询慢，增删快，数组实现的底层查询快，增删慢。
TreeSet 是二叉树（红黑树的树据结构）实现的,TreeSet中的数据是自动排好序的，不允许放入null值
HashSet 是哈希表实现的,HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束

适用场景分析:HashSet是基于Hash算法实现的，其性能通常都优于TreeSet。为快速查找而设计的Set，我们通常都应该使用HashSet，在我们需要排序的功能时，我们才使用TreeSet。

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三、 Map详解

.Map用于保存具有映射关系的数据，Map里保存着两组数据：key和value，它们都可以使任何引用类型的数据，但key不能重复。所以通过指定的key就可以取出对应的value。
（1）

Map 没有继承 Collection 接口， Map 提供 key 到 value 的映射，你可以通过“键”查找“值”。一个 Map 中不能包含相同的 key ，每个 key 只能映射一个 value 。 Map 接口提供 3 种集合的视图， Map 的内容可以被当作一组 key 集合，一组 value 集合，或者一组 key-value 映射。
Map的主要方法：
HashMap和HashTable的比较：
TreeMap：
小结：

HashMap 非线程安全
HashMap：基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()]，为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。
TreeMap：非线程安全基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。

6. 适用场景分析：

HashMap和HashTable:HashMap去掉了HashTable的contains方法，但是加上了containsValue()和containsKey()方法。HashTable同步的，而HashMap是非同步的，效率上比HashTable要高。HashMap允许空键值，而HashTable不允许。
- HashMap：适用于Map中插入、删除和定位元素。
- Treemap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。
线程安全集合类与非线程安全集合类
- LinkedList、ArrayList、HashSet是非线程安全的，Vector是线程安全的;
- HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的;
- StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的。
数据结构
- ArrayXxx:底层数据结构是数组，查询快，增删慢
- LinkedXxx:底层数据结构是链表，查询慢，增删快
- HashXxx:底层数据结构是哈希表。依赖两个方法：hashCode()和equals()
- TreeXxx:底层数据结构是二叉树。两种方式排序：自然排序和比较器排序