从底层设计分析List和Set的区别

0. 集合关系类图

面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，就对对象进行存储，集合就是存储对象最常用的一种方式。

数组虽然也可以存储对象，但长度是固定的；集合长度是可变的，数组中可以存储基本数据类型，集合只能存储对象。

集合类的特点：集合只用于存储对象，集合长度是可变的，集合可以存储不同类型的对象。



Set接口

Set：元素是无序(存入和取出的顺序不一定一致)，元素不可以重复。
　　——HashSet:底层数据结构是哈希表。是线程不安全的。不同步。
　　　　HashSet是如何保证元素唯一性的呢？
　　　　是通过元素的两个方法，hashCode和equals来完成。
　　　　如果元素的HashCode值相同，才会判断equals是否为true。
　　　　如果元素的hashcode值不同，不会调用equals。

注意,对于判断元素是否存在，以及删除等操作，依赖的方法是元素的hashcode和equals方法。

——TreeSet：

有序的存放：TreeSet　　线程不安全，可以对Set集合中的元素进行排序

通过compareTo或者compare方法来保证元素的唯一性，元素以二叉树的形式存放。
　　　　
集合的输出

——4种常见的输出方式

——Iterator： 迭代输出，使用最多的输出方式

——ListIterator： Iterator的子接口，专门用于输出List中的内容

——Enumeration

——foreach

在迭代时，不可以通过集合对象的方法操作集合中的元素，因为会发生ConcurrentModificationException异常。所以，在迭代器时，只能用迭代器的放过操作元素，可是Iterator方法是有限的，只能对元素进行判断，取出，删除的操作，如果想要其他的操作如添加，修改等，就需要使用其子接口，ListIterator。该接口只能通过List集合的listIterator方法获取。

Map接口的常用子类

Map
　　——HashMap：底层是哈希表数据结构，允许使用 null 值和 null 键，该集合是不同步的。将hashtable替代，jdk1.2.效率高。
　　——TreeMap：底层是二叉树数据结构。线程不同步。可以用于给map集合中的键进行排序。

集合工具类

Collections:集合框架的工具类。里面定义的都是静态方法。

Collections和Collection有什么区别？
　　　　Collection是集合框架中的一个顶层接口，它里面定义了单列集合的共性方法。
　　　　　　它有两个常用的子接口，
　　　　　　——List：对元素都有定义索引。有序的。可以重复元素。
　　　　　　——Set：不可以重复元素。无序。

Collections是集合框架中的一个工具类。该类中的方法都是静态的。
　　　　　　提供的方法中有可以对list集合进行排序，二分查找等方法。
　　　　　　通常常用的集合都是线程不安全的。因为要提高效率。
　　　　　　如果多线程操作这些集合时，可以通过该工具类中的同步方法，将线程不安全的集合，转换成安全的。

总结：

List：add/remove/get/set。

1，ArrayList：其实就是数组，容量一大，频繁增删就是噩梦，适合随机查找；

2，LinkedList：增加了push/[pop|remove|pull]，其实都是removeFirst；

3，Vector：历史遗留产物，同步版的ArrayList，代码和ArrayList太像；

4，Stack：继承自Vector。Java里其实没有纯粹的Stack，可以自己实现，用组合的方式，封装一下LinkedList即可；

5，Queue：本来是单独的一类，不过在SUN的JDK里就是用LinkedList来提供这个功能的，主要方法是offer/pull/peek，因此归到这里呢。

Set：add/remove。可以用迭代器或者转换成list。

1，HashSet：内部采用HashMap实现的；

2，LinkedHashSet：采用LinkedHashMap实现；

3，TreeSet：TreeMap。

Map：put/get/remove。

1，HashMap/HashTable：散列表，和ArrayList一样采用数组实现，超过初始容量会对性能有损耗；

2，LinkedHashMap：继承自HashMap，但通过重写嵌套类HashMap.Entry实现了链表结构，同样有容量的问题；

3，Properties：是继承的HashTable。

顺便说一下Arrays.asList，这个方法的实现依赖一个嵌套类，这个嵌套类也叫ArrayList！

1. List

List是有序并且允许重复
ArrayList 可变长度的动态数组 （它其实就是一个Object[] 的数组）

可以使用readObjec() 和 writeObject() 去序列化

ArrayList 有三种构造方式

new 一个ArrayList的时候是不会去初始化数组的，当调用add操作的时候，才会去初始化数组，如果没有传初始化因子的时候，默认数组大小是10；

ArrayList 扩容的操作

接着进行元素的拷贝

remove()方法

2. Set

set不允许重复且无序

• HashSet 是对 HashMap的包装（特性跟HashMap差不多）
• TreeSet 是对TreeMap的包装（特性跟TreeMap差不多）