Java集合框架比较_java集合对比-优快云博客

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一、List、Set和Map的比较

集合类型	特点	实例
List	有序集合，允许重复元素	ArrayList, LinkedList, Vector
Set	无序集合，不允许重复元素	HashSet, TreeSet, LinkedHashSet
Map	存储键值对，键唯一，值可以重复	HashMap, Hashtable, TreeMap, LinkedHashMap

有序性：
- List是有序的，可以通过索引来访问元素。
- Set和Map是无序的（但LinkedHashSet和LinkedHashMap保持了插入顺序）。
元素重复性：
- List和Map的值部分允许重复元素。
- Set不允许重复元素，但可以通过实现equals()和hashCode()方法来定义“重复”的标准。
实现类的比较：
- ArrayList与LinkedList：ArrayList基于动态数组实现，支持快速随机访问，但在中间位置添加或删除元素时效率较低；LinkedList基于双向链表实现，支持在列表两端快速添加和删除元素，但随机访问效率较低。
- HashSet与TreeSet：HashSet基于哈希表实现，不保证元素的顺序；TreeSet基于红黑树实现，对元素进行自然排序或根据提供的Comparator进行排序。
- HashMap与Hashtable：HashMap是非同步的，支持null键和null值（但键只能有一个null）；Hashtable是同步的，不支持null键和null值。

实现类	底层数据结构	线程安全性	访问效率	插入/删除效率
ArrayList	动态数组	非线程安全	高（随机访问）	低（中间位置）
LinkedList	双向链表	非线程安全	低（需要遍历）	高（两端操作）
Vector	动态数组	线程安全	高（随机访问）	低（中间位置）
Stack（继承Vector）	动态数组	线程安全	高（随机访问）	低

实现类	底层数据结构	线程安全性	元素排序
HashSet	哈希表	非线程安全	无序
TreeSet	红黑树	非线程安全	自然排序或自定义排序
LinkedHashSet	哈希表+双向链表	非线程安全	插入顺序

实现类	底层数据结构	线程安全性	键和值的null支持	排序
HashMap	哈希表+链表/红黑树	非线程安全	允许一个null键和多个null值	无序
Hashtable	哈希表+链表	线程安全	不允许null键和null值	无序
TreeMap	红黑树	非线程安全	不允许null键，允许null值	自然排序或自定义排序
LinkedHashMap	哈希表+双向链表	非线程安全	允许一个null键和多个null值	插入顺序或访问顺序

在Java中，对集合进行比较时，可以使用以下几种方法：

遍历比较：通过迭代集合中的元素，逐一比较每个元素的值。
使用equals方法：对于List和Set等集合类，可以直接使用equals方法进行比较。但需要注意的是，equals方法的实现依赖于元素的equals方法和hashCode方法。
使用containsAll方法：判断一个集合是否包含另一个集合的所有元素。
使用retainAll方法：返回两个集合的交集，即同时存在于两个集合中的元素。
使用compareTo方法（对于实现了Comparable接口的集合元素）：比较元素的大小。

	Collection	collections
定义	`Collection`是Java集合框架中的一个接口，是集合类的根接口，它定义了集合的基本操作和行为，如添加、删除、遍历等。它是List、Set和Queue等子接口的父接口。	`Collections`是Java集合框架中的一个工具类，位于`java.util`包中。它提供了一系列静态方法，用于对集合进行操作，如排序、查找、同步等。
性质	它是一个接口，不能直接实例化，需要通过其实现类（如ArrayList、LinkedList、HashSet等）来创建集合对象。	它是一个工具类，包含静态方法，不能直接实例化。它提供的方法用于操作实现了`Collection`接口的集合对象。
功能	定义了集合的基本操作和行为，如添加（`add`）、删除（`remove`）、遍历（通过迭代器`Iterator`）等。它是所有集合类的父接口，提供了统一的操作规范。	提供了一系列静态方法，用于对集合进行高级操作，如排序（`sort`）、查找（如`max`、`min`）、同步（`synchronizedList`、`synchronizedSet`等）、不可修改视图（`unmodifiableList`、`unmodifiableSet`等）。
使用场景	当需要创建一个集合对象，并对其进行基本操作（如添加、删除、遍历）时，应该使用`Collection`接口的实现类（如ArrayList、LinkedList等）。	当需要对集合进行排序、查找、同步等高级操作时，应该使用`Collections`类提供的静态方法。

	Comparable	Comparator
定义	是Java中的一个接口，位于`java.lang.Comparable`包中。	也是Java中的一个接口，位于`java.util.Comparator`包中。
性质	它要求实现该接口的类具有自身比较的能力，即类的实例之间可以进行比较。	它是一个外部比较器，允许用户定义两个类实例之间的比较逻辑，而不需要修改类的源代码。
使用场景	当一个类的实例之间需要按照某种自然顺序进行排序时，该类应该实现Comparable接口，并重写compareTo方法。例如，String类就实现了Comparable接口，因此可以直接使用Collections.sort或Arrays.sort对字符串数组或集合进行排序。	当需要按照自定义的顺序对某个类的实例进行排序，而该类没有实现Comparable接口，或者虽然实现了但提供的排序方式不符合需求时，可以创建一个实现了Comparator接口的类来定义排序逻辑。然后，将这个Comparator对象作为参数传递给排序方法（如Collections.sort或TreeSet的构造函数）。

定义和实现方式：
- Comparable是内比较器，要求实现该接口的类具有自身比较的能力，即类的实例之间可以直接进行比较。这通过实现compareTo方法来实现。
- Comparator是外比较器，它是一个独立的类，用于定义两个类实例之间的比较逻辑。这通过实现compare方法来实现。
排序的灵活性：
- 使用Comparable接口进行排序时，排序逻辑是固定的，与类的实例紧密绑定。如果需要改变排序逻辑，必须修改类的源代码。
- 使用Comparator接口进行排序时，排序逻辑是灵活的，可以根据需要定义不同的Comparator类来实现不同的排序逻辑。这样，可以在不修改类源代码的情况下改变排序方式。
同时使用时的优先级：
- 如果一个类同时实现了Comparable接口和提供了Comparator对象进行排序，那么Comparator对象的排序逻辑将优先于Comparable接口的排序逻辑。