本文深入解析Java集合框架，包括Collection接口及其子接口List、Set，还有Map接口的不同实现类的特点和应用场景，帮助开发者理解何时使用何种集合。
java.util包中提供了一些集合类，这些集合类又被称为容器。集合类和数组的区别是数组的长度是固定的，集合的长度是可变的；数组用来存放基本类型的数据，集合一般用来存放对象的引用。常用的集合有list，set和map，其中list和set继承了collection接口，各个接口提供了不同的实现类。
1.collection接口是层次结构中的根接口，构成collection的单位称为元素，collection接口通常不能直接使用
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
public class Collection {
public static void main(String[] args) {
java.util.Collection<String> list=new ArrayList<String>();//向上转型
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
System.out.println(list.size());//集合size
//使用foreach遍历
for (String string : list) {
System.out.println(string);
}
//迭代器遍历It
Iterator<String> it=list.iterator();
while(it.hasNext()){
String str=it.next();
System.out.println(str);
/*如果这样输出System.out.println(it.next());会报错
* Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException
at java.util.AbstractList$Itr.next(AbstractList.java:350)
*/
}
}
}
2.list集合：list集合中的元素可以重复，个元素的顺序就是对象插入时的顺序，类似于java数组，用户可以使用索引（元素在集合的位置）来访问集合中的元素，常用的实现类有arraylist,linkedlist.
3,ArrayList:实现了可变的数组，允许保存所有的元素，包括null,并可以根据索引的位置对集合进行快速的随机访问；缺点是向指定的索引位置插入对象或删除对象的速度较慢
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class TestList {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
list.add(2);
list.add(1);
list.add(3);
list.add(3);
list.remove(3);
for (Integer integer : list) {
System.out.println(integer);
}
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
Iterator<Integer> it=list.iterator();
while(it.hasNext()){
int a=it.next();
System.out.println(a);
}
}
}
4，LinkedList:采用链表的结构保存对象，优点就是便于向集合中插入和删除对象，需要向集合中插入，删除对象时，使用LinkedList类实现list集合的效率较高；但是对于随机访问集合对象，使用LinkedList类实现list的效率较低
5，set集合：set集合的对象不按特定的方式排序，只是简单的把对象加入集合，不能包含重复对象，常用的实现类是hashset和treeset
6,hashSet:由哈希表（实际上是一个hashMap实例）支持，它不保证Set的迭代顺序，特别是不保证顺序恒久不变，允许一个null元素。
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class TestSet {
public static void main(String[] args) {
Set<String> set=new HashSet<String>();
set.add("a");
set.add("b");
set.add("c");
for (String string : set) {
//System.out.println(string);
}
Iterator<String> it=set.iterator();
while(it.hasNext()){
String s=it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
7，TreeSet类不仅实现了Set接口，还实现了java.util.SortedSet接口，因此，TreeSet类实现的Set集合在遍历集合时按照自然顺序递增排序，也可以指定的顺序排序，既可以通过比较器对用TreeSet类实现的Set集合中的对象进行排序，即实现comparable接口
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
public class UpdateStu implements Comparable<Object> {
private String name;
private long id;
public UpdateStu(String name,long id){//构造方法
this.id=id;
this.name=name;
}
//set,get方法
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public long getId() {
return id;
}
public void setId(long id) {
this.id = id;
}
@Override
public int compareTo(Object o) {
// TODO Auto-generated method stub
UpdateStu upstu=(UpdateStu) o;
int result=id>upstu.id?1:(id==upstu.id?0:-1);
//该接口中的compareTo(Object o)方法比较此对象与指定对象的顺序。如果该对象小于，等于或大于指定对象，则分别返回-1，0.1
return result;
}
public static void main(String[] args) {
UpdateStu stu1=new UpdateStu("小李", 4);
UpdateStu stu2=new UpdateStu("小王", 22);
UpdateStu stu3=new UpdateStu("小张", 7);
UpdateStu stu4=new UpdateStu("小刘", 2);
Set<UpdateStu> tree=new TreeSet<UpdateStu>();
tree.add(stu1);
tree.add(stu2);
tree.add(stu3);
tree.add(stu4);
Iterator<UpdateStu> it=tree.iterator();
//实现了安装id排序
while(it.hasNext()){
UpdateStu stu=it.next();
//System.out.println(stu.getId()+"\t"+stu.getName());
}
//这里要强制转换为treeset,因为headSet是treeSet特有的方法
Iterator<UpdateStu> it2=((TreeSet<UpdateStu>) tree).headSet(stu2).iterator();
//截取排在stu2对象之前的对象，注意，截取的是排序后的
while(it2.hasNext()){
UpdateStu stuLast=it2.next();
//System.out.println(stuLast.id+"\t"+stuLast.name);
}
//截取排在stu2和stu1之间的对象,注意stu要排在stu2之前，否则报错
Iterator<UpdateStu> it3=((TreeSet<UpdateStu>)tree).subSet(stu1, stu2).iterator();
while(it3.hasNext()){
UpdateStu stuMidd=it3.next();
System.out.println(stuMidd.id+"\t"+stuMidd.name);
}
//返回set中第一个（最低）元素
System.out.println(((TreeSet<UpdateStu>) tree).first().id);
//返回set中最后一个（最高）元素
System.out.println(((TreeSet<UpdateStu>) tree).last().id);
}
}
8.map集合：
map集合没有继承collection接口，其提供的是key到value的映射。map中不能包含相同的key,每个key只能映射一个value，key还决定了存储对象在映射中的存储位置，但不是由key对象本身决定的，而是通过一种“散列技术”进行处理，产生一个散列码的整数值，散列码通常用作一个偏移量，该偏移量对应分配给映射的内存区域的起始位置，从而确定存储对象在映射中的存储位置。实现类有hashMap,treeMap.建议使用hashMap类实现map集合，因为有hashmap类实现的map集合添加和删除映射关系效率更高。hashMap是基于哈希表的Map接口的实现，hashMap通过哈希码对其内部的映射关系进行快速查找；而TreeMap中的映射关系存在一定的顺序，如果希望Map集合中的对象也存在一定的顺序，应当使用TreeMap来实现Map集合
9.HashMap类是基于哈希表的Map接口实现，此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键，但必须保证键的唯一性。hashMap通过哈希表对其内部的映射关系进行快速查找。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。
10.TreeMap类不仅实现了Map接口，还实现了java.util.SortedMap接口，因此，集合中的映射关系具有一定的顺序。但是在添加，删除和定位映射关系时，TreeMap类比HashMap类性能稍差，由于TreeMap类实现的Map集合中的映射关系是根据键对象按照一定顺序排列的，所以不允许键对象为空。可以通过HashMap类创建Map集合，当需要顺序输出时，再创建一个TreeMap
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class TestMap {
public static void main(String[] args) {
Map<Integer, String> map=new HashMap<Integer, String>();
map.put(1, "a");
map.put(2, "b");
map.put(3, "c");
map.put(4, "c");
//输出键值对
System.out.println(map);//{1=a, 2=b, 3=c, 4=c}
//输出该集合中所有值对象形成的Collection集合
System.out.println(map.values());//[a, b, c, c]
Set<Integer> set=map.keySet();
Iterator<Integer> it=set.iterator();
while(it.hasNext()){
int key=it.next();
//集合中所有key集合
//System.out.println(key);
//遍历集合
System.out.println(key+"\t"+map.get(key));
}
}
}
总结：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。LinkedList，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。Vector是同步
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。
相互区别
注：文章出处：http://blog.youkuaiyun.com/fyang2007/article/details/51517662
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，vector增长率为目前数组长度的100%,而arraylist增长率为目前数组长度
的50%.如过在集合中使用数据量比较大的数据，用vector有一定的优势。
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
(注)
文章出处：http://www.diybl.com/course/3_program/java/javaxl/200875/130233.html
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）。
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，在原作者的基础上我还发现了一点，二树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
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